EP4051570A1 - Wassersportgerät - Google Patents

Wassersportgerät

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Publication number
EP4051570A1
EP4051570A1 EP20811528.7A EP20811528A EP4051570A1 EP 4051570 A1 EP4051570 A1 EP 4051570A1 EP 20811528 A EP20811528 A EP 20811528A EP 4051570 A1 EP4051570 A1 EP 4051570A1
Authority
EP
European Patent Office
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water sports
sports device
propulsion
water
wing
Prior art date
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Granted
Application number
EP20811528.7A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4051570C0 (de
EP4051570B1 (de
Inventor
Hermann Rosen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rosenxt Holding AG
Original Assignee
Rosen Swiss AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Rosen Swiss AG filed Critical Rosen Swiss AG
Publication of EP4051570A1 publication Critical patent/EP4051570A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4051570C0 publication Critical patent/EP4051570C0/de
Publication of EP4051570B1 publication Critical patent/EP4051570B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B63B1/24—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • B63B1/244—Safety systems, e.g. when striking an object
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    • B63H11/08—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps of rotary type
    • B63H2011/081—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps of rotary type with axial flow, i.e. the axis of rotation being parallel to the flow direction

Definitions

  • the present invention relates to a water sports device, in particular a foil board, with a floating body, preferably in the form of a swimming board, and a propulsion device provided for propelling the water sports device.
  • Such a water sports device is designed as a foil board in particular when the floating body is designed as a swimming board and it has at least one wing device with at least one wing, in particular with at least two wings.
  • Such water sports equipment are regularly used to move people who are on the side of the float facing away from the Trag direvorrich device, over water.
  • the wing device is regularly arranged below the water surface.
  • a wing device which, due to the foil used, requires a sufficiently deep body of water, since the wing device otherwise touches the ground and is either damaged or folded down. Areas of a body of water that are regularly removed from a bank or beach are therefore necessary for use.
  • the object of the present invention is to make such a water sports device easier to use or easier to learn.
  • the object according to the invention is achieved in that the water sports device and in particular the propulsion device are designed for automatic self-stabilization of the water sports device and the water sports device has a control unit provided for this purpose.
  • Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims and the description below.
  • the water sports device is comparatively unstable in a position at a distance from the water surface, in particular when accelerating and / or when cornering.
  • the water sports equipment is controlled by shifting the user's body weight or, if the water sports equipment is controlled externally, the user's body weight must be shifted in order to remain on the water sports equipment and prevent the water sports equipment from tipping over.
  • a water sports device designed for self-stabilization can support a user of such a water sports device or make it easier to learn how to use a corresponding water sports device if there is initially strong support and this support is gradually reduced.
  • the water sports device according to the invention has an active stabilization for this purpose, in which the control unit provides control signals for actuators of the water sports device, with actuators being active adjusting means.
  • actuators can be a motor of the Propulsion device, adjustable flaps or nozzles or adjustable fins, rudders, wings or individual adjustable sections thereof.
  • input variables such as data on the position of the water sports device, power of the propulsion device, speed, acceleration and / or user inputs are evaluated and control commands for an actuator or several actuators are generated.
  • the water sports device stabilizes itself when the control commands generated by the control unit cause the water sports device to move into a stable position. In the stable position, the user of the water sports device can use it without running the risk of falling off the water sports device. Even self-stabilizing water sports equipment can capsize, get under the water or the user can fall off if the transition to an unstable state occurs too quickly or the possibilities of the water sports equipment for self-stabilization are exceeded. This is the case, for example, when the necessary adjustment of an actuator is greater than the available adjustment range.
  • the stable position of the water sports device can be a stable equilibrium position of the non-actively stabilized system made up of the water sports device and the user.
  • active stabilization only needs to take place when the limit to return to stable equilibrium has been exceeded.
  • it can also be an unstable equilibrium position of the not actively stabilized system or an equilibrium position of the actively stabilized system.
  • permanent intervention by the tax authorities is essential. This is necessary to keep the system consisting of the water sports equipment and the user in a stable position.
  • the system can also have more than one stable position.
  • the water sports device is thus actively stabilized by adjusting the actuating elements and / or influencing the signals determining the propulsion.
  • the floating body is in particular a flat, elongated body, the density of which is well below that of water.
  • the float is in particular designed in such a way that, during operation, it is preferably arranged, regardless of travel speed, in any case partially above the surface of the water.
  • the holding device extends from the float to the Trag vomvorrich device below the float. A buoyancy force generated by the wing device is transmitted to the float through the holding device.
  • the wing device is preferably provided, at least in the operating position, with at least one wing which is flat and preferably at least partially wing-shaped or fin-shaped.
  • the width of the wing device measured transversely to the direction of travel, is in particular at most twice as large as the width of the floating body.
  • the wing device is used to stabilize the ride with the water sports device and to generate buoyancy there, with the wing device to reinforce these effects preferably having wing ends that are angled with respect to the essentially flat water surface.
  • the water sports device furthermore has, in particular, a plurality of spaced apart from one another in the direction of travel and / or at different distances from the floating body Wings.
  • the wing device thus comprises at least one wing and its holder and optionally a propulsion device.
  • the at least one link is designed in particular as a rigid strut.
  • the handlebar is pivotably mounted relative to the float and / or relative to the wing device.
  • the at least one first link is movably translationally movable relative to the floating body and / or relative to the wing device, in particular displaceably mounted.
  • the Trag lakevor direction is particularly indirectly, via other components such as handlebars, or directly coupled to the first handlebar.
  • a handlebar is generally referred to as a movably and in particular articulated, but otherwise rigid, solid or hollow rod component, for example, via which parts of the water sports device can be moved relative to one another, possibly in combination with one or more other handlebars.
  • the holding device preferably has handlebars which can be pivoted relative to one another and / or can be displaced within or against one another and thus e.g.
  • the automatic self-stabilization is preferably carried out by the Vortriebsvor direction, which is designed for in particular automatic thrust control, further in particular for automatic thrust vector control.
  • a thrust control the thrust of the propulsion device can be adapted to the current state of stability of the water sports device.
  • the thrust is adjusted automatically by means of control commands determined by the control unit. These are generated based on sensor data. If the water sports device is to travel faster, but the user is in the back position and the water sports device threatens to become unstable as a result, the propulsion device will automatically reduce the thrust. Likewise, a reduction in thrust can be automatically stopped or reversed during braking if the user has shifted his weight too far forward and there is a risk of instability or the water sports equipment tipping over.
  • an increased thrust can also compensate for a forward shift in weight and vice versa.
  • a thrust vector control is particularly advantageous.
  • not only the amount of thrust, but also the direction in which the thrust follows, can be influenced.
  • instabilities caused by external forces such as waves or wind forces acting on the side can be compensated for.
  • the additional degree of freedom of the automatic thrust vector control enables a more sensitive self-stabilization of the water sports equipment.
  • the propulsion device particularly preferably has a vector nozzle.
  • the vector nozzle is arranged in such a way that the drive jet of accelerated liquid generated by the propulsion device flows through it. It is preferably arranged in front of the rear end of the propulsion device.
  • the direction in which the drive jet points can be freely aligned, preferably within a cone adjoining the end of the propulsion device. The direction of the drive jet can be freely adjusted within this cone, thus stabilizing the water sports equipment.
  • the control unit is preferably designed for the preferably multiaxial stabilization of the floating body during the transition into the operating position and / or in the operating position.
  • Such a stabilization can thus compensate for immersion in the direction of travel forwards or backwards, for example as a result of weight shifts by the user or insufficient weight shifting of the user, as well as shifts around a longitudinal axis that can occur, for example, when cornering or even with careless shifts the body weight of a user or if the body weight of the user has not shifted, but not less.
  • these disturbances of the stable state can be addressed at the same time.
  • the propulsion device has a pivotably arranged propeller.
  • This propeller which is preferably pivotable about two spatial axes, makes it possible, similar to the vector nozzle, to set the direction in which a driving force acts. In this way, the self-stabilization of the water sports device according to the invention can be achieved or supported.
  • the propulsion device preferably has at least one pivotable guide vane.
  • the guide vane is preferably arranged at the end of the propulsion device behind a propeller and / or impeller.
  • the drive jet of the propulsion device generated by the propeller or impeller can be aligned by the guide vane.
  • At least two pivotable guide vanes are preferably provided, which are arranged at a 90 ′′ angle to one another and preferably penetrate one another in order to allow controllability in at least two spatial directions receive.
  • at least four guide vanes are provided, which are arranged in a cross shape, the arms of the cross located next to one another each forming 90 ”angles.
  • control can take place around a longitudinal axis or roll axis running through the propulsion device, which enables controllability around three spatial axes. This can help stabilize the water sports equipment, especially when cornering.
  • the propulsion device preferably has a plurality of nozzles pointing in different directions. These nozzles can either be movable themselves or be arranged rigidly.
  • a propulsion jet generated by a propeller or preferably by an impeller is ejected through the nozzles, whereby the portion of the propulsion jet ejected by individual nozzles can be varied via control elements such as flaps or valves.
  • the nozzles can be arranged in such a way that when the drive jet is ejected evenly through all nozzles, a neutral, forward-directed propulsive force results. With a variation of the propulsion jet ejected by the individual nozzles, forces and / or torques can thus be applied to the water sports device in certain directions, which can be used to stabilize the water sports device.
  • the water sports device preferably has at least one sensor, preferably a plurality of sensors, from a group comprising gyro sensors, speed sensors, position sensors for systems such as GPS, Galileo, Beidou and / or Glonass, distance sensors, for example in the form of echo sounders or sun sensors, infrared sensors and inclination sensors.
  • the position of the water sports device can be determined relative to a comparison point or comparison state or a change in state or position.
  • the signals of the at least one sensor are particularly preferably processed in the control unit and control signals are formed by the control unit on the basis of these signals.
  • the control unit can derive the measures necessary to correct the position or the change in position and output corresponding control signals in order to bring about automatic self-stabilization.
  • a plurality of selectable driving profiles are preferably stored in the control unit.
  • the stored driving profiles can differ, for example, in the extent and / or the time at which the automatic self-stabilization intervenes.
  • a driving profile created for beginners can already intervene strongly with small deviations, while the automatic self-stabilization can be completely switched off for an experienced user.
  • profiles are conceivable in which initially only short and slight corrections are made to inform the user of the need for correction, or profiles in which the corrections necessary for stabilization are delayed as far as possible and the maximum possible correction is only initiated when this is done an automatic self-stabilization can just about take place.
  • the stored driving profiles can be selected depending on the wishes or skills of a user and each enable different driving experiences.
  • the control unit is preferably designed to set different distances from the water surface in the operating position. These distances can be selected, for example, depending on the experience of the user. For beginners, the distance can be kept small, whereas experienced users can use the water sports equipment at a large distance from the water surface. Furthermore, the distance can be varied as a function of the position or the location of the water sports device or as a function of the driving situation. In this way, the distance can be reduced when cornering in order to improve the stability of the water sports device. The distance can, however, also be increased when cornering in order to prevent the float from coming into contact with the surface of the water when the water sports equipment is tilted.
  • the distance can be increased when driving over a shoal in order to avoid damage to the holding device, wing device and / or propulsion device.
  • the distance to the water surface can be reduced as far as possible in order to reduce the risk of injury to the user of the water sports device if the water sports device falls.
  • the wing device is preferably designed to set different angles of attack of the one, preferably at least two wing, and / or at least one rudder.
  • the rudder can be performed as an adjustable section of a wing or as a separate component of the wing device. This can alternatively or additionally stabilize the water Sports equipment.
  • By adjusting the angle of attack the direction and / or amount of lift generated by the wings can be adjusted to whoever. This can be used to stabilize and / or control the water sports device.
  • the angle of attack and thus the buoyancy can be reduced at high speeds of the water sports equipment so that the float is not lifted excessively above the water surface. At the same time, the flow resistance can be reduced and the speed increased.
  • the angle of attack can be enlarged at low speeds in order to increase the lift.
  • Different angles of attack of two opposing wings can cause a movement around an axis extending in the direction of travel or correct an unwanted movement from an equilibrium position and thus stabilize the water sports equipment. Cornering can be supported or initiated.
  • a nod of the watercraft can be countered, for example, by waves or by shifting the user's weight on the watercraft to the front or back. Overall, automatic self-stabilization of the watercraft can thus be achieved alone or in conjunction with other measures.
  • the control unit is preferably assigned at least one hand-held device which, in particular, has a thumb control.
  • a thumb control means that the water Sports equipment controlled by movements of the thumb relative to the handheld device who can.
  • the hand-held device preferably has a control element which can be moved in two directions and from which control signals can be derived in two directions, which are in particular related to the speed of the water sports device and cornering of the water sports device.
  • the hand-held device can also have a 2D touchpad, in which movements of a finger, preferably the thumb of the user, are translated into corresponding control signals in two directions.
  • the water sports device preferably has a dead man's device.
  • a dead man device ensures that the water sports device switches off automatically when the user moves away from the water sports device, in particular if he falls off the water sports device.
  • a token can be provided that the user attaches to his clothing and that is connected to the water sports device by cable or wirelessly. If the token is too far away from the water sports device, it switches off. This is done electronically in the case of wireless tokens, for example. With a wired token, the disconnection can also take place mechanically by breaking a contact by pulling the cable. The removal of the cable can also be electronically monitored and registered.
  • the wing device can preferably be transferred, in particular retracted and extended and / or folded, from a rest and / or start position into an operating position below the floating body via the holding device.
  • the wing device In the silence- and / or the starting position, the wing device is arranged closer to the float than in the operating position, for the benefit of greater compactness of the water sports device.
  • the holding device is folded in and / or retracted in order to transfer the wing device into the rest and / or start position.
  • the at least one first link for transferring the wing device is pivoted relative to the floating body by at least 20 °, preferably by at least 40 °, particularly preferably by at least 80 °.
  • the wings in the rest and / or take-off position are not more than 50 cm apart from the float in a lateral view.
  • the water sports device can be transported in a compact manner.
  • this is particularly advantageous in an embodiment in which the wing device in the rest and / or start position is arranged directly below the float, preferably at least partially within the float, has already been climbed by a user in a shallow bank section and the water sports equipment in deeper What water can be transferred, where the wing device is then transferred to the operating position.
  • Such a water sports device can also be used towards the end of its use after the holding device has been transferred into the rest and / or start position from an operating position to shallow sections of a body of water near the bank.
  • Such a water sports device is particularly user-friendly.
  • the water sports device and in particular the holding device preferably has a drive which is provided with an energy store and via which the wing device moves from a rest and / or start position into the operating position and / or can be transferred from the operating position to the rest and / or start position.
  • the wing device can be retracted and / or extended and / or retracted and / or folded out.
  • the water sports device can therefore be climbed and started near the beach or the shore, the wing arrangement being in a rest and / or start position. If the ground is sufficiently deep, the wing arrangement is then transferred to the operating position.
  • the wing assembly When returning to the deployment site, the wing assembly is then returned to the rest and / or start position close to the float when the distance to the bottom becomes smaller.
  • the drive is provided with a control unit which receives a signal triggered by a person using it and sends a control signal to the drive.
  • the energy store is designed in particular to store the energy required for transferring the wing device.
  • the memory preferably has a rechargeable battery for storing electrical energy, a tank for storing a pressurized fluid or a mechanical energy store such as a spring.
  • the drive is accordingly preferably designed as an electromechanical or electro-pneumatic drive.
  • the energy store is designed to feed a motor, wel- rather initiates the transfer of the wing device.
  • the energy store releases stored energy directly, without an interposed motor, as mechanical or kinetic energy for transfer.
  • the energy store is preferably coupled mechanically to the holding device on the one hand and coupled to a charging device such as a motor on the other hand, which is designed to charge the energy store in particular while the water sports device is in use.
  • the physical effort to be achieved by the user to guide the wing device can be significantly reduced. Rather, only the drive is to be triggered for the transfer, which implements the transfer independently or at least reduces the manual effort required.
  • the holding device preferably has at least one further link which is pivotably mounted on or in the floating body at one end and is pivotably arranged on the wing device at the other end.
  • the first link and the further link are arranged one behind the other in the direction of travel, at least in the operating position of the Tragflä chenvorraum.
  • at least one of the links is pivotably arranged on a receptacle for the at least one wing device or a receptacle of the wing device.
  • the pivot axes are particularly aligned transversely to the direction of travel and, during operation, parallel to the water surface.
  • the holding device can be designed as a parallelogram guide, which is particularly reliable and by which the wing device remains in particular also in the rest and / or start position below the floating body.
  • the holding device preferably comprises further links which are each coupled to one of the two links and connect to one another at least in the operating position between the floating body and the wing device and transmit force to one another.
  • the two first or further links are pivotable with respect to one another, as a result of which a toggle or folding mechanism can be produced as a holding device.
  • two links forming a knee joint are arranged one behind the other in the direction of travel.
  • At least one of the two links is at least one end displaceable relative to the floating body or relative to the Trag vomvorrich device.
  • a scissors mechanism for transferring the support surface can be formed.
  • at least one of the links is mounted such that it can pivot relative to the floating body and / or relative to the wing device about a pivot axis running parallel to the direction of travel.
  • the holding device comprises a total of at least four links which are coupled to one another in the manner of a scissor car jack (the links opposite one another are in any case arranged in parallel).
  • the wing device has telescopic handlebars which are mounted in or on one another so as to be longitudinally displaceable and via which the distance between the wing device and the floating body can be varied.
  • the water sports device has at least one depth and / or proximity sensor which is connected to a control device designed to control the drive.
  • the control device can also be part of the control unit, i.e. it can be formed by it, wherein the control unit can be of modular construction and / or can be arranged spatially distributed in the water sports device.
  • the part of the control unit representing the control device of the drive can be arranged spatially in the vicinity of the drive, while the part of the control unit accessing the propulsion device can be arranged at a different position in the water sports device.
  • the sensor is designed in particular to measure an immersion depth of the water sports device or a component thereof and / or to measure a distance between the water sports device and the (body of water) bottom.
  • the sensor or one of the sensors is designed to measure a distance between the water sports equipment and an obstacle, in particular any other water sports equipment, preferably in the direction of travel.
  • the drive is designed in particular in such a way that, depending on the sensor data, in particular while the water sports device is moving, the distance between the wing device and the float is preferably varied during travel, in particular the wing device is at least partially transferred.
  • the sensor is arranged in particular on the wing device or the receptacle or the floating body.
  • the sensor preferably has at least one ultrasonic transducer.
  • a further development according to the invention of a water sports device comprises at least one travel status sensor for determining the distance of the float from the water surface.
  • Depth and formerzu status sensors can also be formed by a single sensor or a single sensor arrangement.
  • the driving condition sensor is a sensor unit that is preferably integrated into a handlebar of the holding device or arranged on this or it.
  • it can be a sensor strip which extends along a handlebar of the holding device or is integrated in this over the handlebar length and operates on a capacitive basis. It can also be a sensor unit with a plurality of, in particular, capacitive sensors, which are arranged at a distance from one another along the holding device, for example in or on its handlebar. Alternatively or in addition, the distance can be determined by an ultrasonic sensor unit.
  • the distance between the float and the water surface can be deduced by means of the control unit and, in particular in combination with other sensor data, for example about the speed of travel and / or the depth of the water, a desired stable driving state can be sought , for example by raising or lowering the float by setting one or more Tragflä surfaces or by pressing the holding device or by changing the driving speed.
  • such a driving condition sensor which is arranged as a single sensor or as a sensor unit comprising a plurality of sensors in the holding device or on this, can also be used in holding devices rigidly arranged on the floating body, in which the holding device is both in the operating position as well as in the rest and / or start position, the wing device holds in the same position relative to the float.
  • the driving condition sensor is laminated in, with the handlebar of the holding device having the sensor, preferably made of a fiber composite material, so that a stable structure of the handlebar is achieved on the one hand and, on the other hand, the integration of the driving condition sensor is simplified at the same time.
  • tailor-made sensor structures can be applied directly to the fleece or fabric to be used, whereby the driving condition sensor is an integral part of the layer structure through the integration of the printed fleece or fabric into the layer structure and subsequent fiber composite production, e.g. through vacuum infusion Structure of the holding device is.
  • a water sports device equipped with a travel condition sensor in particular in the form of a hydrofoil board, preferably has an optical display unit which extends in particular over at least half the length of the top of the float and which is designed in particular to display the distance of the float from the water surface, for which purpose the display unit has one or preferably a plurality of illuminants.
  • the distance from the water surface can preferably correlate, for example, with the number and / or arrangement of the luminous points of the display unit.
  • RGB diodes can be used for this.
  • the number and / or color of the illuminants changes over the length of the float until a certain maximum number, for example, is reached in a desired state is activated by luminous dots.
  • a certain, desired or optimal distance to the water surface can be identified with predominantly or exclusively green lighting means in the form of, for example, RGB LEDs or LED units.
  • an indicator for a stable state ie the stability of the journey, can be formed by means of the display unit in the float.
  • a stable state is in particular one in which slight shifts in weight or foot movements of less than 15 cm on a water sports device designed as a flydrofoilboard do not yet cause the person driving to fall by tilting and immersing the float, which was previously spaced from the water surface, into the water to lead.
  • the energy store which in particular has a spring, can preferably be preloaded by means of a motor.
  • the spring is designed as a torsion spring, the torsion axis of which coincides with the axis of rotation of a shaft mechanically coupled to the motor.
  • the motor serves to pre-tension or torsion the energy store and thereby generates potential energy in it.
  • the potential energy can be called up for at least partial transfer of the wing device without the need to use energy generated directly by the motor.
  • the drive has, in particular, a transmission gear via which the motor is connected to the energy store.
  • the transmission is designed in such a way that the quotient of the time required for the transfer and the time required for the associated pre-tensioning is ⁇ 1. That means the drive is designed in such a way that less time is required for the output of the amount of energy required for the transfer from the energy store than for the motor to build up the same amount of energy.
  • the energy store has at least one spring which is directly connected or at least mechanically coupled to at least one handlebar of the folding device, such that the force of the spring can be used at least partially for positioning, in particular for aligning the handlebar.
  • the energy store can preferably be preloaded in opposite directions by the motor and / or the transmission. As a result, both a transfer of the Tragflä device into the operating position and a transfer back from the operating position is at least facilitated by the drive.
  • the drive preferably has a braking device which brakes the transfer or the energy output of the energy store and thus reduces the risk of injury and excessively abrupt influences on the movement of the water sports device.
  • the propulsion device preferably has at least one shaftless and / or na benless propeller or impeller, in particular the impeller being arranged at least partially in a flow channel of a propulsion body connected to the environment via at least two openings.
  • the propulsion device is therefore particularly suitable to be operated near the shore or beach, since one- on the one hand, the risk of injury is considerably reduced by the arrangement in a flow channel, on the other hand, any growth with algae or the like remains significantly less in the flow channel and in particular on the impeller.
  • the motor has a hollow rotor with its inner side forming the flow channel and in particular mounted on its outer side facing away from the flow channel outside of the flow channel, carrying blades, and an outer stator arranged in a propulsion body housing.
  • Essential functional parts of the engine are thus arranged around the cooling duct, so that, in contrast to a propeller provided with a hub or shaft, the excess heat generated over a larger surface into the flow duct and, in particular, a cylinder or torpedo-shaped propulsion body housing at the same time can also be better released to the outside world.
  • a propulsion device which has an electric motor designed in particular as an internal rotor, this can therefore be designed particularly well to be streamlined.
  • a particularly high degree of efficiency is achieved with simultaneously high performance.
  • the impeller is particularly preferably formed by individual blades that are not directly connected to one another and are rotatably mounted. This allows the angle of incidence of the blades of the impeller to be changed during operation and adapted to the speed of the water sports equipment. This can accelerate and / or the achievable maximum speed can be increased compared to the use of an impeller with a constant angle of attack with the same engine power.
  • the propulsion device and thus the water sports device can preferably be operated both in the rest and / or start position and in the operating position, so that different skill levels of any users can be taken into account.
  • the propulsion device can in this case also be used in the rest and / or start position, for example in flat areas near the bank.
  • the water sports device preferably comprises a propulsion device provided for propulsion of the same, the propulsion motor of which is arranged on the float body side and is drivingly connected to a propulsion element via an angular propulsion train.
  • the wing device can be built in a more streamlined manner.
  • a motor arranged in the float is subject to less strict installation space restrictions and can therefore be designed to be more maintenance-friendly, for example.
  • the water sports device and in particular the propulsion device preferably have at least one sensor arrangement that can be used for position determination, where the control unit of the water sports device is designed to generate control signals based on signals from the sensor arrangement for the purpose of geofencing.
  • a motorized drive can Propulsion device, movable means for generating an alignment of a water jet (e.g. a wing, motor, rudder blade, fin and / or nozzle), and / or retractable and extendable elements (a sword, a holding and / or carrying surface device), that affect the swimming properties of the water sports equipment, listen.
  • a water jet e.g. a wing, motor, rudder blade, fin and / or nozzle
  • retractable and extendable elements a sword, a holding and / or carrying surface device
  • geofencing is understood to mean the automatic creation and triggering of control signals when leaving a predetermined area of the water being traveled on or when reaching a predetermined and then in particular blocked area of the water being traveled on.
  • the sensor arrangement has sensors known for the respective purpose.
  • a position determination according to the invention is carried out including the distance above the ground, in particular by means of sound-based methods and associated transmit and receive sensors, the signals of which are evaluated by the control unit.
  • the control unit includes the usual means for controlling the water sports equipment and in particular the propulsion device, such as a man-machine interface, electrical and / or electronic data processing means and interfaces to any existing functional systems such as sensors.
  • the control unit preferably has an interface to a communication unit or this is integrated directly into the control unit.
  • the control unit is preferably arranged in a housing, but it can also be distributed to different Be arranged areas of the water sports equipment.
  • a bus system is preferably used for communication between individual components of the water sports device.
  • the position determination includes the determination of the geographical position, in particular including the longitude and latitude.
  • control signals such as a reduction in the engine power of a propulsion device can be generated automatically when a predetermined area is left .
  • the sensor arrangement and / or the control unit is preferably designed to determine the distance to a deployment location, so that, for example, when a maximum distance is reached, corresponding control signals are generated.
  • the distance to a deployment site can be determined, for example, via the position determination and the definition of the deployment site purely locally on the part of the water sports device; it can also take place via bidirectional communication with communication means available on the water sports device side and on the side of the deployment site, see above that, for example, the distance can be determined via the transit times of the communication signals or their signal strength.
  • an external control device which is designed to transmit control signals generated on the basis of the position of the water sports device to the control unit.
  • a computer Aided control device comprises the necessary means of communication on the part of the water sports device and the external control device, for example on the bank.
  • the control device can, for example, also be present on a ship from which the water sports device starts.
  • the no-travel zone can preferably be generated dynamically on the basis of the position of the ship, for example as a circle around the ship along the water surface with a diameter of 300 m.
  • the control unit is advantageously designed for communication with a control unit of a further propulsion device of the same or of a further water sports device.
  • a teacher / student mode or a tandem mode for synchronous drives can be implemented.
  • Tracking modes can also be implemented, in which case, for example, the achievement of a minimum, in particular predeterminable, distance is assessed as a success and the journey of the water sports equipment is slowed down.
  • the speeds of the two or more water sports devices can also be matched to one another or can be specified in areas.
  • the control unit is designed to generate control signals for one or both propulsion devices on the basis of the position, control and / or driving signals / data transmitted by the further water sports device.
  • the Water sports device has two propulsion devices, a person area being present in a plan view between the two propulsion devices.
  • the person area is understood to mean that area that is available for people to stay during the operation of the water sports device and where one or more people can stand, kneel, lie and / or sit, for example.
  • FIG. 2 shows the object according to FIG. 1 in a view from the rear
  • FIG. 3a shows a propulsion device of an object according to the invention to FIG. 3c
  • FIG. 4a shows an alternative propulsion device of an object according to the invention up to FIG. 4c
  • FIG. 5a shows a further alternative propulsion device of an object according to the invention up to FIG. 5c
  • Fig. 6 shows two objects according to the invention in a further one
  • FIG. 8 a shows a further object according to the invention in one and FIG. 8 b a perspective view.
  • FIG. 9 shows the object according to FIG. 1 in an operational situation
  • FIGS. 11 and 12 show a further exemplary embodiment according to the invention.
  • the water sports device 2 is designed for self-stabilization. This is done via a control unit 70 provided for this purpose. This generates control signals for actuating means.
  • These adjusting means can be pivotable arranged airfoils 16 of the airfoil device 6 (FIG. 7) or pivotably arranged sections of the airfoils 16 (FIG. 8) act.
  • a vector nozzle 92 (Fig. 1, Fig. 4), a pivoting bar arranged propeller 64, preferably at an outlet opening 60 of a propulsion device 50 arranged pivotable guide vanes 94 (Fig. 3), and / or nozzles 96, which can be arranged both stationary or pivotable (Fig. 5).
  • the embodiment of the water sports device 2 according to the invention shown in FIG. 1 comprises a float 4 which is connected to a folding device 8 via a Trag lakevorrich device 6.
  • the folding device 8 comprises two links 10, which are articulated at one end on the floating body 4 and articulated at the other end on the wing device 8.
  • the front control arms 10, which are arranged on a common shaft in the direction of travel F, are moved via an internal drive 12, shown in dashed lines.
  • the rear links 10 in the direction of travel F are positively guided via the coupling by means of the propulsion device 50 of the wing device 6. In this respect, only a single, adequately dimensioned drive 12 is necessary.
  • the propulsion device 50 is formed in the present case with a hubless impeller 52 (FIG. 2).
  • the associated motor has a rotor, the inner side of which forms the flow channel and is correspondingly hollow, the blades 54 being attached to the inner side of the rotor.
  • the rotor is on its outside facing away from the flow channel outside of the flow channel Gela Gert and runs in a stator which is arranged in a propulsion body housing 56.
  • a vector nozzle 92 is arranged at the outlet 60 of the propulsion device 50.
  • a control unit 70 generates control commands for the vector nozzle 92 with which a thrust vector of the propulsion device 50 can be changed. Self-stabilization of the water sports device or a system comprising the water sports device and its users can be achieved in this way. To this end, the control unit 70 can evaluate signals from a sensor arrangement 74.
  • the handlebars 10 are flow-optimized with a smaller extension in the direction of travel F seeks than transversely thereto (Fig. 1 and 2).
  • the inflow surfaces are rounded and the cross-section of the links is especially designed like a drop or wing.
  • the propulsion device comprises the propulsion body housing 56, which is fixed in two receptacles 62, with an internal propulsion energy storage device, the motor designed as an internal runner, including a hubless impeller, and a control unit 70, which is designed with a man-machine interface for operating the propulsion device.
  • Corresponding line means lead, for example, through the handlebars 10 into the float 4 and are transmitted from there, for example wirelessly, to a handheld device 90 of the user 86 operating the water sports device 2 (FIG. 6).
  • the transfer of the wing device 6 with its wing 16 from the operating position shown into a start and / or rest position of the wing device 6 closer to the floating body 4 can be released or triggered.
  • the transfer can be effected automatically, for example, by control signals from a control unit 70 arranged in the float 4 and therefore only shown in dashed lines based on its evaluation in the context of geofing (FIG. 1).
  • the control unit 70 receives signals from a sensor arrangement 74 via a signal line 72 shown in dotted lines.
  • control signals are generated when an internally or externally specified area in which the water sports device 2 is permitted is left. Only when a predetermined delimitation 83 of an area of use 82 of the water sports device 2 is left does the control unit 70 automatically turn on Control signal generated (see. Fig. 9).
  • the sensor arrangement is designed, for example, to record GPS signals or other localization signals and / or the distance above the ground by means of a sound signal.
  • the underside of the floating body 4 has corresponding transmitting and receiving units 76. The se are also again coupled to the control unit 70 via a corresponding signal line 72.
  • the foil board shown in FIGS. 1 and 2 can then be transferred back to its place of use in a controlled manner by shifting weight.
  • the foil board can also be designed in accordance with FIG. 9 to determine the distance from a deployment location 78. For this purpose, for example, the transmission duration of a time-coded signal between a central control device 80 assigned to the deployment location 78 and the water sports device 2 is determined.
  • a control device 80 can also be used by a user with corresponding access rights to exercise further control options, in particular when the water sports device leaves an application area 82 beyond its limit 83.
  • the sensor arrangement 74 can also be supplemented by a communication unit, via which the control units 70 of two water sports devices 2 that are correspondingly in a synchronous mode can communicate with one another, indicated by the signals 84 shown with several curved lines.
  • a person 86 qualified as an instructor can, for example, use the handheld device 90 connected wirelessly to the control unit 70 to specify driving signals to a learner 88, which can be used, for example, to initiate cornering by folding down the movable wings 16 of the Trag lakevor direction 6 lead.
  • the use of the water sports equipment 2 is limited to an area 82 defined by geofencing (see FIG. 9) by the appropriately programmable control unit 70, which is not shown here.
  • Fig. 3 shows a propulsion device 50 of a water sports device according to the invention 2 in one embodiment.
  • the propulsion device 50 has an impeller 52.
  • Guide blades 94 are arranged at the end of the propulsion device 50.
  • the guide vanes 94 form a cross, the arms of which are arranged rotated by 90 degrees with respect to one another.
  • the guide vanes 94 are pivotable about pivot axes, two guide vanes being arranged on each pivot axis.
  • the guide vanes can be pivoted about the pivot axis, the horizontally arranged guide vanes 94 from left to right and vice versa and the horizontally arranged guide vanes 94 from top to bottom and vice versa.
  • the guide vanes 94 are shown in a neutral position.
  • the vertically arranged guide vanes 94 are pivoted to the right and the horizontally arranged guide vanes 94 downwards and in Fig. 3 the horizontally arranged guide vanes are pivoted upwards.
  • a torque about a longitudinal axis of the Vortriebsvor device 50 can be generated.
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment of a corresponding Vortriebsvorrich device 50 with an impeller 52, which is equipped with a vector nozzle 92.
  • the drive jet of the propulsion device 50 the amount of water ejected to the rear, can be directed via the vector nozzle 92.
  • the vector nozzle 92 is shown in a neutral position.
  • the vector nozzle 92 is shown wasted to the left ver and wasted in Fig. 4c downward.
  • a directed force can be exerted on the propulsion device 50 and thus on the water sports device 2.
  • FIG. 5 shows a further alternative embodiment of the propulsion device 50 with a plurality of nozzles 96.
  • These nozzles 96 can either be designed as vector nozzles 92 and their position can therefore be changed.
  • the drive device can also have a plurality of nozzles 96 which are fixed in different directions. Control of the water sports device can be achieved in that the drive jet ejected by certain nozzles 96 is regulated, for example, by valves. The drive jet is then ejected, for example, only through certain nozzles 96 or the proportion of the drive jet that exits through certain nozzles 96 can be changed accordingly.
  • FIG. 5a shows a propulsion device 50 with five nozzles 96 as vector nozzles 92.
  • these nozzles 96 are shown in a position that is wasted down to the left.
  • 5c shows nozzles 96 pointing in different directions. This can either be vector nozzles 92 which are controlled independently or nozzles 96 which cannot be changed and in which only the portion of the drive jet exiting through a respective nozzle can be changed.
  • Fig. 6 shows two water sports equipment, in which a self-stabilization can alternatively or additionally take place by the wing device 6 with pivotally angeord designated wings 16. Signals for adjusting the adjustable wings 16 can thus be transmitted via the control unit 70 and the wings 16 adjusted.
  • FIG. 7 and 8 show two water sports devices 2 with alternative configurations of the wing device 6 and the wing 16.
  • the wing device 6 is arranged on the propulsion device 50.
  • the individual wings are arranged directly on the propulsion device 7 pivotable.
  • Fig. 7a shows the wing 16 in a neutral position.
  • Fig. 7b the wings 16 are pivoted downward and at the same time the right wing 16 in the direction of travel of the water sports device 2 pivoted against the propulsion device ver.
  • Fig. 7c shows the wings in a transport position or rest position.
  • the control unit 70 of the water sports device 2 can control the individual wings 16 in such a way that an automatic self-stabilization of the water sports device 2 takes place in the water.
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment of the wing device 6.
  • a front and a rear wing are arranged on the propulsion device 50, which at least partially forms the wings.
  • Pivotable tips of the aerofoils 16, which can be pivoted into various positions, are arranged on each of the ends of these rigid wings. This also makes it possible to stabilize the water sports device 2 by adjusting the wings 16, in FIG. 8 only the pivotably arranged tips of the wings 16 can be achieved.
  • the propulsion device 50 has a motor 200 designed as an internal rotor with a stator 202 and a rotor 204.
  • the rotor 204 On its outer side directed away from the flow channel, the rotor 204 is supported by two radial bearings 206, which in the present case are designed as magnetic bearings, and an axial bearing 208, which in the present case is also designed as a magnetic bearing.
  • an impeller ring 210 is arranged, which has pivotable blade mounts 211.
  • a blade 54 is arranged on each of the blade runners 211.
  • the propulsion device 50 has an adjusting ring 212 arranged coaxially to the rotor 204 or the impeller ring 210.
  • the adjusting ring 212 is also hollow and mounted on its outside directed away from the Strö flow channel.
  • the distance between adjusting ring 212 and impeller ring 210 in the axial direction can be changed here. In the present case, this is done by means of an active magnetic axial positioning in a magnetic one Bearing 214 of the adjusting ring 212 reached.
  • the adjusting ring 212 is via individual adjusting pins 216 in engagement with cylindrical outer sections of the blade mounts 211.
  • a plurality of capacitive sensors 36 for forming a driving condition sensor 32 are arranged along a handlebar 10 of the holding device 8 (FIGS. 11 and 12). These he stretch evenly over a large part of the handlebar 10 along its longitudinal extent and depending on whether they are arranged above or below a water surface 34 indicated by dashed lines, corresponding data to a control unit preferably arranged in the float 4.
  • a distance between the floating body 4 and the water surface 34 can be determined in this, whereupon the control unit can adjust, for example, the thrust of the propulsion device 50, which is integrated in the handlebar 10, or an angular position of a wing 16 in order to provide additional information in the event of undesired conditions Thrust vector control to achieve a more stable driving state and to stabilize the water sports equipment.
  • the exemplary embodiment of FIGS. 11 and 12 also has an optical display unit 31 integrated in the floating body, which displays the distance between the floating body 4 and the surface of the water.
  • the display unit 31 comprises a plurality of multi-colored LED units 33 laminated in, so that the distance from the water surface 34 can be mapped via the number and / or wavelength of the luminous LED units 33.

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Abstract

Wassersportgerät (2), insbesondere Foilboard, mit einem Schwimmkörper (4), vorzugsweise in Form eines Schwimmbretts, und einer Tragflächenvorrichtung (6), die mittels einer Haltevorrichtung (8) am Schwimmkörper (4) befestigt ist, sowie mit einer für den Vortrieb des Wassersportgeräts (2) vorgesehenen Vortriebsvorrichtung (50), wobei die an einem Lenker (10) der Haltevorrichtung (8) angeordnete Tragflächenvorrichtung (6) wenigstens eine, vorzugsweise zumindest zwei Tragflächen (16) aufweist, wobei der Schwimmkörper (4) in der Betriebsstellung und während einer Vorwärtsbewegung aufgrund eines durch die Tragflächenvorrichtung (6) bewirkten Auftriebs in eine von einer Wasseroberfläche beabstandete Position überführbar ist, wobei das Wassersportgerät (2) und insbesondere die Vortriebsvorrichtung (50) zur automatischen Selbststabilisierung des Wassersportgeräts (2) ausgebildet ist und das Wassersportgerät (2) eine hierzu vorgesehen Steuereinheit (70) aufweist.

Description

Wassersportgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wassersportgerät, insbesondere ein Foil- board, mit einem Schwimmkörper, vorzugsweise in Form eines Schwimmbretts, und einer für den Vortrieb des Wassersportgeräts vorgesehenen Vortriebsvorrichtung.
Ein derartiges Wassersportgerät ist insbesondere dann als Foilboard ausgebildet, wenn der Schwimmkörper als Schwimmbrett ausgebildet ist und es zumindest eine Tragflächenvorrichtung mit wenigstens einer Tragfläche, insbesondere mit zumin dest zwei Tragflächen aufweist. Derartige Wassersportgeräte dienen regelmäßig zur Fortbewegung von Personen, welche sich dazu auf der von der Tragflächenvorrich tung abgewandten Seite des Schwimmkörpers aufhalten, über Gewässer. Während der Fortbewegung ist die Tragflächenvorrichtung regelmäßig unterhalb der Wasser oberfläche angeordnet.
Aus der US 2018/0072383 A1 ist eine Tragflächenvorrichtung bekannt, die durch das verwendete Foil ein ausreichend tiefes Gewässer benötigt, da die Tragflächen vorrichtung ansonsten den Grund berührt und entweder beschädigt oder abgeklappt wird. Für den Einsatz sind somit regelmäßig von einem Ufer oder Strand entfernte Bereiche eines Gewässers notwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein derartiges Wassersportgerät einfa- eher benutzbar bzw. einfacher erlernbar zu machen. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Wassersportgerät und insbesondere die Vortriebsvorrichtung zur automatischen Selbststabilisierung des Wassersportgeräts ausgebildet ist und das Wassersportgerät eine hierzu vorge sehene Steuereinheit aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu ent nehmen.
Das Wassersportgerät ist in einer von der Wasseroberfläche beabstandeten Position vergleichsweise instabil, insbesondere bei Beschleunigungsvorgängen und/oder wenn Kurven gefahren werden. Bei herkömmlichen Wassersportgeräten gemäß dem Oberbegriff wird das Wassersportgerät durch Verlagerung des Körpergewichts des Nutzers gesteuert bzw. bei einer externen Ansteuerung des Wassersportgerätes muss eine Verlagerung des Körpergewichts des Nutzers erfolgen, um auf dem Was sersportgerät zu verbleiben und ein Umkippen des Wassersportgerätes zu verhin dern.
Ein zur Selbststabilisierung ausgebildetes Wassersportgerät kann einen Nutzer ei nes derartigen Wassersportgerätes hierbei unterstützen bzw. das Erlernen der Be nutzung eines entsprechenden Wassersportgerätes erleichtern, wenn zunächst eine starke Unterstützung erfolgt und diese Unterstützung nach und nach reduziert wird. Das erfindungsgemäße Wassersportgerät weist hierzu eine aktive Stabilisierung auf, bei der die Steuereinheit Steuersignale für Aktoren des Wassersportgeräts bereit stellt, wobei Aktoren aktive Stellmittel sind. Hierbei kann es sich um einen Motor der Vortriebsvorrichtung, um verstellbare Klappen oder Düsen oder um verstellbare Fin nen, Ruder, Tragflächen oder einzelne verstellbare Abschnitte hiervon handeln. In der Steuereinheit werden Eingangsgrößen wie Daten über die Lage des Wasser sportgeräts, Leistung der Vortriebsvorrichtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder Nutzereingaben ausgewertet und Steuerbefehle für einen Aktor oder meh rere Aktoren erzeugt.
Eine Selbststabilisierung des Wassersportgeräts erfolgt dann, wenn die durch die Steuereinheit erzeugten Steuerbefehle eine Bewegung des Wassersportgeräts in eine stabile Position bewirken. In der stabilen Position kann der Nutzer des Wasser sportgeräts dieses nutzen, ohne Gefahr zu laufen, vom Wassersportgerät herunter zufallen. Auch ein selbststabilisierendes Wassersportgerät kann jedoch kentern, un ter Wasser geraten oder der Nutzer davon runterfallen, wenn der Übergang in einen instabilen Zustand zu schnell erfolgt oder die Möglichkeiten des Wassersportgeräts zur Selbststabilisierung überschritten werden. Dies ist etwa der Fall, wenn die not wendige Verstellung eines Aktors größer als der verfügbare Stellbereich ist.
Bei der stabilen Position des Wassersportgeräts kann es sich um eine stabile Gleichgewichtsposition des nicht aktiv stabilisierten Systems aus Wassersportgerät und Nutzer handeln. In diesem Fall muss eine aktive Stabilisierung nur erfolgen, wenn die Grenze zur Rückkehr in das stabile Gleichgewicht überschritten wurde. Es kann sich jedoch auch um eine instabile Gleichgewichtsposition des nicht aktiv stabi lisierten Systems handeln oder um eine Gleichgewichtsposition des aktiv stabilisier ten System. In diesen beiden Fällen ist ein permanentes Eingreifen der Steuerein- heit notwendig, um das System aus Wassersportgerät und Nutzer in der stabilen Position zu halten. Das System kann auch mehr als eine stabile Position aufweisen. Das Wassersportgerät ist also aktiv durch aktorische Verstellung von Stellelementen und/oder Beeinflussung von den Vortrieb bestimmenden Signalen stabilisiert.
Der Schwimmkörper ist insbesondere ein flacher, länglicher Körper, dessen Dichte deutlich unterhalb derjenigen von Wasser liegt. Der Schwimmkörper ist insbesonde re derart ausgebildet, dass er im Betrieb vorzugsweise unabhängig von einer Fahrt geschwindigkeit jedenfalls teilweise oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist. Im Betrieb reicht die Haltevorrichtung vom Schwimmkörper zur Tragflächenvorrich tung unterhalb des Schwimmkörpers. Eine durch die Tragflächenvorrichtung erzeug te Auftriebskraft wird durch die Haltevorrichtung auf den Schwimmkörper übertragen.
Die Tragflächenvorrichtung ist bevorzugt zumindest in der Betriebsstellung mit zu mindest einer Tragfläche versehen, die flach und vorzugsweise zumindest teilweise flügel- oder flossenförmig ausgebildet ist. Die quer zur Fahrtrichtung gemessene Breite der Tragflächenvorrichtung ist insbesondere höchstens doppelt so groß wie die Breite des Schwimmkörpers. Die Tragflächenvorrichtung dient einer Stabilisie rung der Fahrt mit dem Wassersportgerät sowie zur Erzeugung eines Auftriebs da bei, wobei die Tragflächenvorrichtung zur Verstärkung dieser Effekte bevorzugt seit liche Tragflächenenden hat, welche gegenüber der im Wesentlichen flachen Was seroberfläche angewinkelt sind. Zur Verstärkung dieser Effekte hat das Wasser sportgerät weiterhin insbesondere eine Mehrzahl von in Fahrtrichtung voneinander beabstandete und/oder unterschiedlich weit von dem Schwimmkörper beabstandete Tragflächen. Die Tragflächenvorrichtung umfasst somit zumindest eine Tragfläche und deren Halterung sowie gegebenenfalls eine Vortriebsvorrichtung.
Der zumindest eine Lenker ist insbesondere als starre Strebe ausgebildet. Insbe sondere ist der Lenker relativ zum Schwimmkörper und/oder relativ zur Tragflächen vorrichtung schwenkbar gelagert. Alternativ oder zusätzlich ist der zumindest eine, erste Lenker relativ zum Schwimmkörper und/oder relativ zur Tragflächenvorrichtung translatorisch beweglich, insbesondere verschieblich gelagert. Die Tragflächenvor richtung ist insbesondere mittelbar, über weitere Bauteile wie z.B. Lenker, oder un mittelbar mit dem ersten Lenker gekoppelt. Als Lenker wird allgemein ein beweglich und insbesondere gelenkig angebundenes, ansonsten aber starres, als Vollkörper oder hohl ausgebildetes beispielsweise Gestänge-Bauteil bezeichnet, über welches gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren weiteren Lenkern Teile des Wassersportgeräts relativ zueinander bewegt werden können. Vorzugsweise weist die Haltevorrichtung gegeneinander verschwenkbare und/oder in- oder aneinander verschiebbare und damit z.B. teleskopierbare Lenker auf.
Vorzugsweise erfolgt die automatische Selbststabilisierung durch die Vortriebsvor richtung, die zur insbesondere automatischen Schubsteuerung, weiter insbesondere zur automatischen Schubvektorsteuerung ausgebildet ist. Bei einer Schubsteuerung kann der Schub der Vortriebsvorrichtung an den gegenwärtigen Stabilitätszustand des Wassersportgerätes angepasst werden. Bei einer automatischen Schubsteue rung erfolgt die Anpassung des Schubs automatisch durch von in der Steuereinheit ermittelte Steuerbefehle. Diese werden aufgrund von Sensordaten generiert. Wenn das Wassersportgerät also schneller fahren soll, der Benutzer hierbei jedoch in Rücklage gerät und das Wassersportgerät hierdurch instabil zu werden droht, wird die Vortriebsvorrichtung automatisch den Schub reduzieren. Ebenso kann bei einem Bremsvorgang automatisch eine Schubreduktion gestoppt oder rückgängig gemacht werden, wenn der Benutzer sein Gewicht zu weit nach vorne verlagert hat und eine Instabilität bzw. ein Umkippen des Wassersportgerätes droht. Ebenso kann auch umgekehrt ein erhöhter Schub eine Gewichtsverlagerung nach vorne ausgleichen und umgekehrt. Besonders vorteilhaft ist eine Schubvektorsteuerung. Hierbei kann nicht nur der Betrag des Schubes, sondern auch die Richtung, in der der Schub er folgt, beeinflusst werden. Hierdurch können z.B. Instabilitäten durch externe Kräfte wie z.B. seitlich angreifende Wellen- oder Windkräfte ausgeglichen werden. Der zu sätzliche Freiheitsgrad der automatischen Schubvektorsteuerung ermöglicht somit ein feinfühligeres Selbststabilisieren des Wassersportgerätes.
Besonders bevorzugt weist die Vortriebsvorrichtung eine Vektordüse auf. Die Vek tordüse ist so angeordnet, dass der durch die Vortriebsvorrichtung erzeugte An triebsstrahl aus beschleunigter Flüssigkeit durch sie hindurch strömt. Sie ist vor zugsweise am hinteren Ende der Vortriebsvorrichtung angeordnet. Durch eine der artige Vektordüse kann die Richtung, in die der Antriebsstrahl weist, vorzugsweise innerhalb eines sich an das Ende der Vortriebsvorrichtung anschließenden Kegels frei ausgerichtet werden. Innerhalb dieses Kegels kann die Richtung des Antriebs strahls frei eingestellt und somit eine Stabilisierung des Wassersportgeräts erreicht werden. Bevorzugt ist die Steuereinheit zur vorzugsweise mehrachsigen Stabilisierung des Schwimmkörpers während des Übergangs in die Betriebsstellung und/oder in der Betriebsstellung ausgebildet. Eine derartige Stabilisierung kann somit sowohl ein Eintauchen in Fahrtrichtung nach vorne oder nach hinten, beispielsweise infolge von Gewichtsverlagerungen des Nutzers bzw. nicht ausreichend erfolgten Gewichtsver lagerung des Nutzers ausgleichen sowie Verlagerungen um eine Längsachse, die beispielsweise bei Kurvenfahren auftreten können oder auch bei unbedachten Ver lagerungen des Körpergewichts eines Nutzers bzw. bei nicht erfolgter, jedoch not weniger Verlagerung des Körpergewichts des Nutzers erfolgen. Insbesondere kön nen diese Störungen des stabilen Zustands gleichzeitig adressiert werden.
Alternativ oder ergänzend zu einer Vektordüse weist die Vortriebsvorrichtung einen schwenkbar angeordneten Propeller auf. Dieser vorzugsweise um zwei Raumach sen schwenkbare Propeller ermöglicht es, ähnlich der Vektordüse, die Richtung, in die eine Antriebskraft wirkt, einzustellen. Hierdurch kann die Selbststabilisierung des erfindungsgemäßen Wassersportgerätes erreicht bzw. unterstützt werden.
Bevorzugt weist die Vortriebsvorrichtung zumindest eine schwenkbare Leitschaufel auf. Die Leitschaufel ist hierbei vorzugsweise am Ende der Vortriebsvorrichtung hin ter einem Propeller und/oder Impeller angeordnet. Durch die Leitschaufel kann der von dem Propeller bzw. Impeller erzeugte Antriebsstrahl der Vortriebsvorrichtung ausgerichtet werden. Vorzugsweise sind zumindest zwei schwenkbare Leitschaufeln vorgesehen, die in einem 90 “-Winkel zueinander angeordnet sind und sich vorzugs weise durchdringen, um eine Steuerbarkeit in wenigstens zwei Raumrichtungen zu erhalten. Besonders bevorzugt sind zumindest vier Leitschaufeln vorgesehen, die in Kreuzform angeordnet sind, wobei die nebeneinander befindlichen Arme des Kreu zes jeweils 90 “-Winkel ausbilden. Wenn die an einem Kreuz angeordneten Leit schaufeln jeweils einzeln bewegbar sind, kann eine Steuerung um eine durch die Vortriebsvorrichtung verlaufende Längsachse bzw. Rollachse erfolgen, was eine Steuerbarkeit um drei Raumachsen ermöglicht. Dies kann insbesondere bei Kurven fahrten zur Stabilisierung des Wassersportgeräts beitragen.
Vorzugsweise weist die Vortriebsvorrichtung eine Mehrzahl von in unterschiedliche Richtung weisenden Düsen auf. Diese Düsen können hierbei entweder selber be weglich sein oder starr angeordnet sein. Ein durch einen Propeller oder vorzugswei se durch einen Impeller erzeugter Antriebsstrahl wird durch die Düsen ausgestoßen, wobei über Steuerungselemente wie Klappen oder Ventile der durch einzelne Düsen ausgestoßene Anteil des Antriebsstrahls variiert werden kann. Die Düsen können dabei so angeordnet sein, dass sich bei gleichmäßigem Ausstoß des Antriebsstrahls durch alle Düsen eine neutrale, nach vorne gerichtete Vortriebskraft ergibt. Bei einer Variierung des durch die einzelnen Düsen ausgestoßenen Vortriebsstrahls können somit Kräfte und/oder Drehmomente in bestimmte Richtungen auf das Wassersport gerät aufgebracht werden, die zur Stabilisierung des Wassersportgerätes verwendet werden können.
Vorzugsweise weist das Wassersportgerät zumindest einen Sensor, vorzugsweise ein Mehrzahl von Sensoren, aus einer Gruppe umfassend Gyrosensoren, Ge schwindigkeitssensoren, Positionssensoren für Systeme wie GPS, Galileo, Beidou und/oder Glonass, Abstandssensoren beispielsweise in Form von Echolot- oder So nar-Sensoren, Infrarotsensoren und Neigungssensoren auf. Mit zumindest einem dieser Sensoren kann die Lage des Wassersportgeräts relativ zu einem Vergleichs punkt bzw. Vergleichszustand oder eine Zustands- bzw. Lageveränderung bestimmt werden. Besonders bevorzugt werden die Signale des zumindest einen Sensors in der Steuereinheit verarbeitet und auf Basis dieser Signale von der Steuereinheit Steuersignale ausgebildet. Somit kann die Steuereinheit auf Basis der Signale die zur Korrektur der Lage bzw. der Lageveränderung notwendige Maßnahmen ableiten und entsprechende Steuersignale ausgeben, um eine automatische Selbststabilisie rung herbeizuführen.
Bevorzugt sind in der Steuereinheit eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrprofilen hinterlegt. Die hinterlegten Fahrprofile können sich beispielsweise in dem Ausmaß und/oder dem Zeitpunkt eines Eingreifens der automatischen Selbststabilisierung unterscheiden. So kann ein für Anfänger angelegtes Fahrprofil bereits bei kleinen Abweichungen stark eingreifen, während die automatische Selbststabilisierung für einen erfahrenen Nutzer vollständig ausgeschaltet sein kann. Weiterhin sind Profile denkbar, in denen zunächst lediglich kurze und leichte Korrekturen erfolgen, um den Nutzer auf den Korrekturbedarf hinzuweisen oder Profile, in denen die zur Stabilisie rung nötigen Korrekturen soweit wie möglich herausgezögert werden und erst dann eine maximal mögliche Korrektur eingeleitet wird, wenn hiermit gerade noch eine automatische Selbststabilisierung erfolgen kann. Die hinterlegten Fahr-profile kön nen in Abhängigkeit der Wünsche oder des Könnens eines Nutzers ausgewählt wer den und ermöglichen jeweils unterschiedliche Fahrerlebnisse. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zur Einstellung unterschiedlicher Abstände zur Wasseroberfläche in der Betriebsstellung ausgebildet. Diese Abstände können bei spielsweise in Abhängigkeit von der Erfahrung des Nutzers gewählt werden. Bei An fängern kann der Abstand gering gehalten werden, wohingegen erfahrene Nutzer das Wassersportgerät in einem großen Abstand von der Wasseroberfläche nutzen können. Weiterhin kann der Abstand in Abhängigkeit von der Position oder der Lage des Wassersportgeräts oder in Abhängigkeit von der Fahrsituation variiert werden. So kann der Abstand bei Kurvenfahrten verringert werden, um die Stabilität des Wassersportgeräts zu verbessern. Der Abstand kann bei Kurvenfahren aber auch erhöht werden, um bei starken Schräglagen des Wassersportgeräts zu verhindern, dass der Schwimmkörper mit der Wasseroberfläche in Berührung kommt. Ebenso kann der Abstand beim Überfahren einer Untiefe erhöht werden, um einer Beschä digung der Haltevorrichtung, Tragflächenvorrichtung und/oder Vortriebsvorrichtung zu vermeiden. In flachen Gewässern kann aber auch der Abstand zur Wasserober fläche gerade soweit möglich verringert werden, um die Verletzungsgefahr für den Nutzer des Wassersportgeräts bei einem Fall von dem Wassersportgerät zu verrin gern.
Bevorzugt ist die Tragflächenvorrichtung zur Einstellung unterschiedlicher Anstell winkel der einen, vorzugsweise zumindest zwei Tragflächen, und/oder zumindest eines Ruders ausgebildet. Das Ruder kann hierbei als ein verstellbarer Abschnitt einer Tragfläche oder als separates Bauelement der Tragflächenvorrichtung ausge führt sein. Hierdurch kann alternativ oder zusätzlich eine Stabilisierung des Wasser- Sportgeräts erfolgen. Durch die Anpassung des Anstellwinkels kann der durch die Tragflächen erzeugte Auftrieb in der Richtung und/oder dem Betrag angepasst wer den. Hierüber kann eine Stabilisierung und/oder Steuerung des Wassersportgeräts erfolgen. Der Anstellwinkel und somit der Auftrieb können bei hohen Geschwindig keiten des Wassersportgeräts reduziert werden, damit der Schwimmkörper nicht übermäßig über die Wasseroberfläche hinausgehoben wird. Gleichzeitig kann dadurch der Strömungswiderstand verringert und die Geschwindigkeit vergrößert werden. Umgekehrt kann der Anstellwinkel bei geringen Geschwindigkeiten vergrö ßert werden, um den Auftrieb zu vergrößern. Durch unterschiedliche Anstellwinkel zweier sich gegenüberliegender Tragflächen kann einen Bewegung um einen sich in Fahrtrichtung erstreckende Achse bewirkt oder eine ungewollte Bewegung aus eine Gleichgewichtsposition korrigiert und das Wassersportgerät somit stabilisiert wer den. Kurvenfahren können unterstützt oder auch eingeleitet werden. Durch unter schiedliche Anstellwinkel zweier hintereinander angeordneter Tragflächen kann ei nem Nicken des Wasserfahrzeugs beispielsweise durch Wellen oder durch einen Gewichtsverlagerung des Nutzers auf dem Wasserfahrzeug nach vorne oder nach hinten begegnet werden. Insgesamt kann so eine automatische Selbststabilisierung des Wasserfahrzeugs alleine oder in Verbindung mit anderen Maßnahmen erreicht werden.
Vorzugsweise ist der Steuereinheit wenigstens ein Handgerät zugeordnet, das ins besondere über eine Daumensteuerung verfügt. Hierdurch kann die Geschwindigkeit des Wassersportgeräts beispielsweise durch den Nutzer oder auch einen Dritten eingestellt werden. Eine Daumensteuerung bedeutet hierbei, dass das Wasser- Sportgerät über Bewegungen des Daumens relativ zum Handgerät gesteuert wer den kann. Bevorzugt weist das Handgerät ein in zwei Richtungen bewegbares Be dienelement auf, aus dem Steuersignale in zwei Richtungen, die insbesondere mit der Geschwindigkeit des Wassersportgeräts und Kurvenfahrten des Wassersport geräts in Verbindung stehen abgeleitet werden können. Das Handgerät kann auch ein 2D-Touchpad aufweisen, bei dem Bewegungen eines Fingers, vorzugsweise des Daumens des Nutzers in entsprechende Steuersignale in zwei Richtungen übersetzt werden.
Bevorzugt weist das Wassersportgerät eine Totmann-Vorrichtung auf. Eine Tot mann-Vorrichtung stellt im Zusammenhang mit dem Wassersportgerät sicher, dass sich das Wassersportgerät selbsttätig abschaltet, wenn der Nutzer sich von dem Wassersportgerät entfernt, insbesondere von dem Wassersportgerät herunterfällt. Hierzu kann ein Token vorgesehen sein, dass der Nutzer an seiner Kleidung an bringt und das kabelgebunden oder drahtlos mit dem Wassersportgerät verbunden ist. Wenn das Token zu weit von dem Wassersportgerät entfernt ist, schaltet dieses sich ab. Dies erfolgt beispielsweise elektronisch im Falle von kabellosen Token. Bei einem kabelgebunden Token kann die Abschaltung auch mechanisch erfolgen, in dem durch den Zug des Kabels ein Kontakt unterbrochen wird. Es kann aber auch das Entfernen des Kabels elektronisch überwacht und registriert werden.
Vorzugsweise ist die Tragflächenvorrichtung über die Haltevorrichtung aus einer Ruhe- und/oder Startposition in eine Betriebsstellung unterhalb des Schwimmkör pers überführbar, insbesondere ein- und ausfahrbar und/oder klappbar. In der Ruhe- und/oder Startposition ist die Tragflächenvorrichtung zugunsten einer größeren Kompaktheit des Wassersportgerätes näher am Schwimmkörper angeordnet als in der Betriebsstellung. Insbesondere wird die Haltevorrichtung zur Überführung der Tragflächenvorrichtung in die Ruhe- und/oder Startposition eingeklappt und/oder eingefahren. Insbesondere wird der zumindest eine, erste Lenker zur Überführung der Tragflächenvorrichtung relativ zum Schwimmkörper um zumindest 20°, bevor zugt um zumindest 40°, besonders bevorzugt um zumindest 80°verschwenkt. Vor zugsweise sind die Tragflächen in der Ruhe- und/oder Startposition in einer seitli chen Ansicht nicht mehr als 50 cm von dem Schwimmkörper beabstandet. Durch die Überführbarkeit der Tragflächenvorrichtung über die Haltevorrichtung kann das Wassersportgerät kompakt transportiert werden. Besonders vorteilhaft ist dies je doch in einer Ausgestaltung, in der die Tragflächenvorrichtung in der Ruhe und/oder Startposition direkt unterhalb des Schwimmkörpers, vorzugsweise zumindest teil weise innerhalb des Schwimmkörpers angeordnet ist, von einem Nutzer in einem flachen Uferabschnitt bereits bestiegen und das Wassersportgerät in tieferes Was ser überführt werden kann, wo dann die Tragflächenvorrichtung in die Betriebsstel lung überführt wird. Auch kann ein solches Wassersportgerät gegen Ende der Nut zung nach Überführen der Haltevorrichtung in die Ruhe- und/oder Startstellung aus einer Betriebsstellung bis in flache, ufernahe Abschnitte eines Gewässers genutzt werden. Ein solches Wassersportgerät ist besonders nutzerfreundlich.
Vorzugsweise weist das Wassersportgerät und insbesondere die Haltevorrichtung einen mit einem Energiespeicher versehenen Antrieb auf, über den die Tragflächen vorrichtung aus einer Ruhe- und/oder Startposition in die Betriebsstellung und/oder aus der Betriebsstellung in die Ruhe- und/oder Startposition überführbar ist. Insbe sondere ist die Tragflächenvorrichtung dabei ein- und/oder ausfahrbar und/oder ein und/oder ausklappbar. Das Wassersportgerät kann daher Strand- oder ufernah be stiegen und gestartet werden, wobei sich die Tragflächenanordnung in einer Ruhe- und/oder Startposition befindet. Bei ausreichend tiefem Grund wird die Tragflächen anordnung dann in die Betriebsstellung überführt. Bei der Rückkehr zur Einsatzstelle wird die Tragflächenanordnung dann wieder in die Ruhe- und/oder Startposition nah am Schwimmkörper überführt, wenn der Abstand zum Grund geringer wird. Die auf dem Schwimmgerät befindliche Person kann deutlich dichter an das Ufer oder den Strand zurückfahren ohne die Integrität des Wassersportgeräts zu gefährden. Der Übergang in die Ruhe- und/oder Startposition kann auch unter der Einnahme von Zwischenstellungen erfolgen, in denen die Tragflächenanordnung noch nicht so dicht an dem Schwimmkörper ist wie in der Ruhe- und/oder Startposition. Für die Auslösung der Betätigung ist der Antrieb mit einer Steuereinheit versehen, die ein von einer nutzenden Person ausgelöstes Signal empfängt und ein Steuersignal zum Antrieb leitet.
Der Energiespeicher ist insbesondere zur Speicherung von für eine Überführung der Tragflächenvorrichtung notwendiger Energie ausgebildet. Bevorzugt weist der Spei cher einen Akku zur Speicherung elektrischer Energie, einen Tank zur Speicherung eines druckbeaufschlagten Fluids oder einen mechanischen Energiespeicher wie eine Feder auf. Der Antrieb ist entsprechend vorzugsweise als elektromechanischer oder elektro-pneumatischer Antrieb ausgebildet. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Energiespeicher zur Speisung eines Motors ausgebildet, wel- eher die Überführung der Tragflächenvorrichtung einleitet. In einer bevorzugten wei teren Ausgestaltung der Erfindung gibt der Energiespeicher gespeicherte Energie unmittelbar, ohne zwischengeschalteten Motor, als mechanische bzw. kinetische Energie zur Überführung frei. Bevorzugt ist der Energiespeicher einerseits mecha nisch mit der Haltevorrichtung gekoppelt und andererseits mit einer Aufladeeinrich tung wie einem Motor gekoppelt, die zur Aufladung des Energiespeichers insbeson dere während der Nutzung des Wassersportgerätes ausgebildet ist.
Durch das erfindungsgemäße Wassersportgerät kann der vom Benutzer zur Über führung der Tragflächenvorrichtung zu erwirkende, körperliche Aufwand deutlich re duziert werden. Vielmehr ist zur Überführung lediglich der Antrieb auszulösen, wel cher die Überführung eigenständig umsetzt oder zumindest den manuellen Kraft aufwand reduziert.
Vorzugsweise weist die Haltevorrichtung zumindest einen weiteren Lenker auf, der einenends schwenkbar am oder im Schwimmkörper gelagert ist und anderends schwenkbar an der Tragflächenvorrichtung angeordnet ist. Insbesondere sind der erste Lenker und der weitere Lenker zumindest in der Betriebsstellung der Tragflä chenvorrichtung in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet. Insbesondere ist also zumindest einer der Lenker schwenkbeweglich an einer Aufnahme für die zumindest eine Tragflächenvorrichtung oder einer Aufnahme der Tragflächenvorrichtung ange ordnet. Die Schwenkachsen sind dabei insbesondere quer zur Fahrtrichtung und im Betrieb parallel zur Wasseroberfläche ausgerichtet. Hierdurch lässt sich die Halte vorrichtung als Parallelogrammführung ausbilden, die besonders zuverlässig ist und durch die die Tragflächenvorrichtung insbesondere auch in der Ruhe- und/oder Startposition unterhalb des Schwimmkörpers verbleibt.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die Haltevorrichtung bevorzugt weitere Lenker, die jeweils mit einem der beiden Lenker gekoppelt sind und zumindest in der Betriebs stellung zwischen dem Schwimmkörper und der Tragflächenvorrichtung aneinander anschließen und Kraft aufeinander übertragen. Insbesondere sind die beiden ersten bzw. weiteren Lenker schwenkbeweglich zueinander, wodurch sich eine Kniehebel- bzw. Faltmechanik als Haltevorrichtung hersteilen lässt. Beispielsweise sind jeweils zwei ein Kniegelenk ausbildende Lenker in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich ist zumindest einer der beiden Lenker zumindest einen- ends verschieblich relativ zum Schwimmkörper oder relativ zur Tragflächenvorrich tung. Dadurch lässt sich ein Scherenmechanismus zur Überführung der Tragflä chenvorrichtung ausbilden. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest einer der Lenker relativ zum Schwimmkörper und/oder relativ zur Tragflächenvorrichtung um eine pa rallel zur Fahrtrichtung verlaufende Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert. Ins besondere umfasst die Haltevorrichtung insgesamt zumindest vier Lenker, die nach Art eines Scherenwagenhebers (die sich jeweils gegenüberliegenden Lenker sind jedenfalls parallel angeordnet) miteinander gekoppelt sind. Durch die vorbeschrie benen mechanischen Merkmale der Haltevorrichtung bzw. der Lenker lassen sich besonders zuverlässig handhabbare Überführungsmechaniken und damit Wasser sportgeräte bereitstellen. Alternativ oder ergänzend weist die Tragflächenvorrichtung in- oder aneinander längsverschieblich gelagerte, teleskopierbare Lenker auf, über die der Abstand der Tragflächenvorrichtung zum Schwimmkörper variiert werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat das Wassersportgerät wenigs tens einen Tiefen- und/oder Annäherungssensor, der mit einer zur Steuerung des Antriebs ausgebildeten Steuervorrichtung verbunden ist. Die Steuervorrichtung kann auch Teil der Steuereinheit, d.h. durch diese ausgebildet werden, wobei die Steuer einheit modular aufgebaut und/oder räumlich verteilt in dem Wassersportgerät an geordnet sein kann. So kann beispielsweise der die Steuervorrichtung des Antriebs darstellende Teil der Steuereinheit räumlich in der Nähe des Antriebs angeordnet sein, während der auf die Vortriebsvorrichtung zugreifende Teil der Steuereinheit an einer anderen Position im Wassersportgerät angeordnet sein kann.
Der Sensor ist insbesondere zur Messung einer Eintauchtiefe des Wassersportgerä tes oder eines Bestandteiles davon und/oder zur Messung eines Abstandes des Wassersportgerätes zum (Gewässer-) Grund ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist der Sensor oder einer der Sensoren zur Messung eines Abstandes des Wasser sportgerätes zu einem Hindernis, insbesondere zu etwaigen weiteren Wassersport geräten, bevorzugt in Fahrtrichtung, ausgebildet. Der Antrieb ist insbesondere der art ausgebildet, dass in Abhängigkeit der Sensordaten, insbesondere während der Fortbewegung des Wassersportgerätes, der Abstand der Tragflächenvorrichtung vom Schwimmkörper bevorzugt während der Fahrt variiert wird, insbesondere die Tragflächenvorrichtung zumindest teilweise überführt wird. Dadurch lassen sich Be- Schädigungen des Wassersportgerätes durch Grundberührung insbesondere strand- bzw. ufernah sowie unbeabsichtigte Betriebssituationen wie etwa durch einen zu weit von der Gewässeroberfläche beabstandeten Schwimmkörper vermeiden und wird dem Benutzer bei der Bedienung des Wassersportgerätes assistiert. Vorzugs wird somit automatisch und/oder nach einer Freigabe durch die nutzende Person die Tragflächenvorrichtung automatisch nach einem ufer- oder strandnahen Start ausge fahren, wenn genügend Wassertiefe vorhanden ist und anschließend bei der Rück kehr entsprechend wieder eingefahren.
Der Sensor ist insbesondere an der Tragflächenvorrichtung oder der Aufnahme oder dem Schwimmkörper angeordnet. Vorzugsweise weist der Sensor zumindest einen Ultraschallwandler auf. Dadurch lassen sich Abstände bzw. Distanzen besonders zuverlässig unter Wasser feststellen.
Alternativ oder ergänzend zu einem Tiefensensor, mit dem die Eintauchtiefe des Wassersportgeräts erfasst wird, umfasst eine erfindungsgemäße Weiterbildung ei nes Wassersportgeräts wenigstens einen Fahrtzustandssensor zur Bestimmung des Abstands des Schwimmkörpers von der Wasseroberfläche. Tiefen- und Fahrtzu standssensor können auch durch einen einzigen Sensor oder eine einzige Senso ranordnung ausgebildet werden. Durch die Erkennung des Abstands des Schwimm körpers werden für eine Stabilisierung der Fahrt wertvolle Informationen gewonnen, die von der Steuereinheit für eine Stabilisierung der Fahrt verarbeitet werden und beispielsweise in Steuerbefehle für eine Schubvektorsteuerung einfließen können Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrtzustandssensor um eine vorzugsweise in einen Lenker der Haltevorrichtung integrierte oder an diese oder diesen angeord nete Sensoreinheit. Beispielsweise kann es sich um einen sich entlang eines Len kers der Haltevorrichtung erstreckenden oder in diesen über die Lenkerlänge inte grierten, auf kapazitiver Basis arbeitenden Sensorstreifen handeln. Ebenfalls kann es sich um eine Sensoreinheit mit einer Mehrzahl von insbesondere kapazitiven Sensoren handeln, die beabstandet voneinander längs der Haltevorrichtung bei spielsweise in oder an deren Lenker angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann der Abstand durch eine Ultraschallsensoreinheit ermittelt werden. Durch die Sensor daten kann bei bekannter Position der Haltevorrichtung bzw. deren Lenker mittels der Steuereinheit auf den Abstand des Schwimmkörpers von der Wasseroberfläche geschlossen und insbesondere in Kombination mit weiteren Sensordaten beispiels weise zur Fahrtgeschwindigkeit und/oder der Tiefe des Wassers ein gewünschter stabiler Fahrtzustand angestrebt werden, beispielsweise durch Anheben oder Ab senken des Schwimmkörpers mittels einer Einstellung einer oder mehrerer Tragflä chen oder durch Betätigen der Haltevorrichtung oder durch eine Änderung der Fahr geschwindigkeit. Es versteht sich, dass ein solcher Fahrtzustandssensor, der als einzelner Sensor oder als Sensoreinheit umfassend eine Mehrzahl von Sensoren in der Haltevorrichtung oder an dieser angeordnet ist, auch bei starr an dem Schwimmkörper angeordneten Haltevorrichtungen Verwendung finden kann, bei denen die Haltevorrichtung sowohl in der Betriebsstellung als auch in der Ruhe- und/oder Startposition die Tragflächenvorrichtung in derselben Position zum Schwimmkörper hält. Insbesondere ist der Fahrtzustandssensor einlaminiert, wobei der Lenker der Halte vorrichtung, die den Sensor aufweist, vorzugsweise aus einem Faserverbundwerk stoff hergestellt ist, so dass ein einerseits stabiler Aufbau des Lenkers erreicht wird und andererseits gleichzeitig die Integration des Fahrtzustandssensors vereinfacht ist. Mit Druckprozessen wie Siebdruck, Dispensen oder Inkjet-Druck können maßge schneiderte Sensorstrukturen direkt auf das zu verwendende Vlies oder Gewebe appliziert werden, wobei der Fahrtzustandssensor durch die Integration des bedruck ten Vlies oder Gewebes in den Schichtaufbau und anschließender Faserverbund herstellung z.B. durch Vakuuminfusion integraler Bestandteil der Struktur der Halte vorrichtung wird.
Ein mit einem Fahrtzustandssensor ausgestattetes Wassersportgerät insbesondere in Form eines Hydrofoil-Boards weist bevorzugt eine optische Anzeigeeinheit auf, die sich insbesondere zumindest über eine Hälfte der Länge der Oberseite des Schwimmkörpers erstreckt und die insbesondere zur Anzeige des Abstands des Schwimmkörpers von der Wasseroberfläche ausgebildet ist, wofür die Anzeigeein heit eine oder bevorzugt mehrere Leuchtmittel aufweist. Vorzugsweise kann der Ab stand von der Wasseroberfläche beispielsweise mit der Anzahl und/Anordnung der Leuchtpunkte der Anzeigeeinheit korrelieren. Insbesondere können hierfür RGB- Dioden verwendet werden. Z.B. leuchten bei einem Aufliegen des Schwimmkörpers auf dem Wasser keine oder nur wenige z.B. rote Leuchtmittel auf und je größer der Abstand wird, ändert sich die Anzahl und/oder Farbe der Leuchtmittel über die Schwimmkörperlänge, bis bei einem gewünschten Zustand eine bestimmte bei spielsweise maximale Anzahl von Leuchtpunkten aktiviert ist. Beispielsweise kann ein bestimmter, gewünschter oder optimaler Abstand zur Wasseroberfläche mit überwiegend oder ausschließlich grün leuchtenden Leuchtmitteln in Form von z.B. RGB-LEDs bzw. LED-Einheiten gekennzeichnet werden. Alternativ oder ergänzend kann mittels der Anzeigeeinheit im Schwimmkörper ein Indikator für einen stabilen Zustand, d.h. die Stabilität der Fahrt ausgebildet werden. Ein stabiler Zustand ist insbesondere ein solcher, in dem geringfügige Gewichtsverlagerungen oder Fußbe wegungen von weniger als 15 cm auf einem als Flydrofoilboard ausgebildeten Was sersportgerät noch nicht zu einem Sturz der fahrenden Person durch Kippen und Eintauchen des vorher beabstandet von der Wasseroberfläche angeordneten Schwimmkörpers in das Wasser führen.
Vorzugsweise ist der insbesondere eine Feder aufweisende Energiespeicher mittels eines Motors vorspannbar. Insbesondere ist die Feder als Torsionsfeder ausgebil det, deren Torsionsachse mit der Drehachse einer mit dem Motor mechanisch ge koppelten Welle übereinstimmt. Der Motor dient bei diesem Aufbau der Vorspan nung bzw. Torsion des Energiespeichers und erzeugt dadurch potentielle Energie darin. Die potentielle Energie ist zur zumindest teilweisen Überführung der Tragflä chenvorrichtung abrufbar, ohne dass dafür unmittelbar vom Motor erzeugte Energie verwendet werden muss.
Der Antrieb weist insbesondere ein Übersetzungsgetriebe auf, über den der Motor mit dem Energiespeicher verbunden ist. Das Getriebe ist insbesondere derart aus gebildet, dass der Quotient aus der für das Überführen benötigten Zeit und der für das zugehörige Vorspannen benötigten Zeit < 1 ist. Das bedeutet, dass der Antrieb derart ausgebildet ist, dass für die Abgabe des zum Überführen benötigten Energie betrags vom Energiespeicher weniger Zeit benötigt wird als zum Aufbau desselben Energiebetrags durch den Motor. Dadurch lassen sich die vorbeschriebenen Funkti onen bereits mit einem Motor einer vergleichsweise geringen Nennleistung und da mit Baugröße herbeiführen, da die Zwischenzeit zwischen zwei Überführungen in aller Regel auch für eine deshalb lange Vorspann-Zeit ausreicht.
Der Energiespeicher weist zumindest eine Feder auf, die mit zumindest einem Len ker der Flaltevorrichtung unmittelbar verbunden oder zumindest mechanisch gekop pelt ist, dergestalt, dass die Kraft der Feder zumindest teilweise zur Positionierung, insbesondere zur Ausrichtung des Lenkers verwendbar ist. Vorzugsweise ist durch den Motor und/oder das Getriebe der Energiespeicher in gegensinnige Richtungen vorspannbar. Dadurch ist durch den Antrieb sowohl eine Überführung der Tragflä chenvorrichtung in die Betriebsstellung als auch eine Rücküberführung aus der Be triebsstellung zumindest erleichtert. Vorzugsweise weist der Antrieb eine Bremsvor richtung auf, die die Überführung bzw. die Energieabgabe des Energiespeichers bremst und somit das Verletzungsrisiko und zu abrupte Einflüsse auf die Fortbewe gung des Wassersportgeräts reduziert.
Vorzugsweise weist die Vortriebsvorrichtung wenigstens einen wellen- und/oder na benlosen Propeller oder Impeller auf, wobei insbesondere der Impeller zumindest teilweise in einem über zumindest zwei Öffnungen mit der Umgebung verbundenen Strömungskanal eines Vortriebskörpers angeordnet ist. Die Vortriebsvorrichtung ist hierdurch besonders geeignet, ufer- oder strandnah betrieben zu werden, da einer- seits durch die Anordnung in einem Strömungskanal das Verletzungsrisiko erheblich reduziert wird, andererseits etwaiger Bewuchs mit Algen oder dergleichen deutlich weniger im Strömungskanal und insbesondere am Impeller hängen bleibt.
Insbesondere weist der Motor einen hohlen, mit seiner Innenseite den Strömungs kanal mit ausbildenden und insbesondere an seiner vom Strömungskanal weg ge richteten Außenseite außerhalb des Strömungskanals gelagerten Rotor auf, der Schaufeln trägt, sowie einen äußeren in einem Vortriebskörpergehäuse angeordne ten Stator. Wesentliche Funktionsteile des Motors sind somit um den Kühlkanal her um angeordnet, so dass im Gegensatz zu einem mit einer Nabe oder Welle verse henen Propeller die entstehende überschüssige Wärme über eine größere Ober fläche in den Strömungskanal und bei einem insbesondere Zylinder- oder torpedo förmigen Vortriebskörpergehäuse gleichzeitig auch besser nach außen abgegeben werden kann. In einer erfindungsgemäßen Ausbildung mit einer Vortriebsvorrich tung, die einen insbesondere als Innenläufer ausgebildeten Elektro-Motor aufweist, lässt sich dieser daher besonders gut stromlinienförmig ausbilden. Bei einer Vor triebsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor wird hingegen ein besonders hoher Effizienzgrad bei gleichzeitig großer Leistung erreicht.
Besonders bevorzugt ist der Impeller durch einzelne, nicht unmittelbar miteinander verbunden und drehbar gelagerte Schaufeln gebildet. Hierduch können die Anstell winkel der Schaufeln des Impellers im Betrieb verändert und an die Geschwindigkeit des Wassersportgeräts angepasst werden. Hierdurch kann die Beschleunigung und/oder die erzielbare Höchstgeschwindigkeit gegenüber der Verwendung eines Impellers mit konstantem Anstellwinkel bei gleicher Motorleistung erhöht werden.
Die Vortriebsvorrichtung und damit das Wassersportgerät ist vorzugsweise sowohl in der Ruhe- und/oder Startposition als auch in der Betriebsstellung betreibbar, so dass verschiedene Könnensstufen etwaiger Nutzer berücksichtigt werden können. Zudem kann die Vortriebsvorrichtung in diesem Fall auch in der Ruhe- und/oder Startpositi on beispielsweise in flachen, ufernahen Bereichen genutzt werden.
Vorzugsweise umfasst das Wassersportgerät eine für den Vortrieb desselben vor gesehene Vortriebsvorrichtung, deren schwimmkörperseitig angeordneter Vortriebs motor über einen winkelbeweglichen Vortriebsstrang antriebsmäßig mit einem Vor triebselement verbunden ist. Hierdurch ist die Tragflächenvorrichtung stromlinien förmiger zu bauen. Ein im Schwimmkörper angeordneter Motor ist weniger strikten Bauraumbeschränkungen unterworfen und kann somit beispielsweise wartungs freundlicher ausgestaltet sein.
Bevorzugt weist das Wassersportgerät und insbesondere die Vortriebsvorrichtung wenigstens eine zur Positionsbestimmung verwendbare Sensoranordnung auf, wo bei die Steuereinheit des Wassersportgeräts zwecks Geofencing zur Erzeugung von Steuersignalen auf Basis von Signalen der Sensoranordnung ausgebildet ist.
Mittels der Steuersignale werden ein oder mehrere steuerbare Elemente des Was sersportgeräts angesteuert. Hierzu können insbesondere ein motorischer Antrieb der Vortriebsvorrichtung, bewegliche Mittel zum Erzeugen einer Ausrichtung eines Was serstrahls (z.B. ein Flügel, Motor, Ruderblatt, eine Finne und/oder Düse), und/oder ein- und ausfahrbare Elemente (ein Schwert, eine Halte- und/oder Tragflächenvor richtung), die die Schwimmeigenschaften des Wassersportgeräts beeinflussen, ge hören.
Unter Geofencing wird vorliegend das automatische Erstellen und Auslösen von Steuersignalen bei Verlassen eines vorgegebenen Bereiches des befahrenen Ge wässers oder Erreichen eines vorgegebenen und dann insbesondere gesperrten Bereiches des befahrenen Gewässers verstanden.
Die Sensoranordnung weist für den jeweiligen Zweck bekannte Sensoren auf. Bei spielsweise erfolgt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine erfindungsgemäße Positionsbestimmung umfassend den Abstand über Grund insbesondere mittels schallbasierter Verfahren und zugehöriger Sende- und Empfangssensoren, deren Signale von der Steuereinheit ausgewertet werden.
Die Steuereinheit umfasst für die Steuerung des Wassersportgeräts und insbeson dere der Vortriebsvorrichtung übliche Mittel wie eine Mensch-Maschine-Schnittsteile, elektrische und/oder elektronische Datenverarbeitungsmittel sowie Schnittstellen zu etwaig vorhandenen funktionalen Systemen wie Sensoren. Vorzugsweise weist die Steuereinheit darüber hinaus eine Schnittstelle zu einer Kommunikationseinheit auf oder diese ist direkt in die Steuereinheit integriert. Die Steuereinheit ist vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet, sie kann allerdings auch verteilt an verschiedenen Bereichen des Wassersportgeräts angeordnet sein. Für die Kommunikation einzel ner Komponenten des Wassersportgeräts ist bevorzugt ein Bus-System verwendet.
Insbesondere umfasst die Positionsbestimmung die Bestimmung der geografischen Position, insbesondere umfassend den Längen- und Breitengrad. Vor dem Hinter grund verfügbarer Positionssensoren, die beispielsweise zur Erfassung von Signalen eines GPS-, Glonass-, oder Beidou-Systems verwendet werden, können automati siert Steuersignale wie beispielsweise eine Reduzierung der Motorleistung einer Vortriebsvorrichtung automatisiert dann erzeugt werden, wenn ein vorgegebener Bereich verlassen wird.
Vorzugsweise ist die Sensoranordnung und/oder die Steuereinheit zur Bestimmung des Abstands zu einer Einsatzstelle ausgebildet, so dass beispielsweise bei Errei chen eines maximalen Abstands entsprechende Steuersignale erzeugt werden. Die Bestimmung des Abstands zu einer Einsatzstelle kann beispielsweise über die Posi tionsbestimmung und die Definition des Einsatzorts rein lokal auf Seiten des Was sersportgeräts erfolgen, sie kann auch über eine bidirektionale Kommunikation mit auf Seite des Wassersportgeräts und auf Seite der Einsatzstelle vorhandener Kom munikationsmittel erfolgen, so dass beispielsweise über Laufzeiten der Kommunika tionssignale oder deren Signalstärke der Abstand bestimmt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist eine externe Kontrollvorrichtung vorhanden, die zur Übermittlung von auf Basis der Position des Wassersportgeräts erzeugten Steuersignalen an die Steuereinheit ausgebildet ist. Eine solche, EDV- gestützte Kontrollvorrichtung umfasst notwendige Kommunikationsmittel auf Seiten des Wassersportgeräts und der externen, z.B. am Ufer befindlichen Kontrollvorrich tung. Die Kontrollvorrichtung kann beispielsweise auch auf einem Schiff vorhanden sein, von der das Wassersportgerät startet. Vorzugsweise kann die Fahrverbotszone dynamisch aufgrund der Position des Schiffs erzeugt werden, z.B. als um das Schiff herum befindlicher Kreis entlang der Wasseroberfläche mit einem Durchmesser von 300 m.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit zur Kommunikation mit einer Steuereinheit einer weiteren Vortriebsvorrichtung desselben oder eines weiteren Wassersportge räts ausgebildet ist. Hierdurch ergeben sich eine Vielzahl von Interaktionsmöglich keiten zwischen beiden Wassersportgeräten bzw. deren Nutzern. Beispielsweise können ein Lehrer-/Schülermodus oder ein Tandem-Modus für Synchronfahrten rea lisiert werden. Ebenfalls können Verfolgungsmodi umgesetzt werden, wobei bei spielsweise das Erreichen eines minimalen, insbesondere vorgebbaren Abstands als Erfolg gewertet und die Fahrt der Wassersportgeräte verlangsamt wird. Auch sind die Geschwindigkeiten der beiden oder mehrerer Wassersportgeräte aneinander angleichbar oder in Bereichen vorgebbar. Insbesondere ist die Steuereinheit hierbei zur Erzeugung von Steuersignalen für eine oder beide Vortriebsvorrichtungen auf grund der von dem weiteren Wassersportgerät übermittelten Positions-, Steuer- und/oder Fahrsignalen/-daten ausgebildet ist.
Die Einsatzmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Wassersportgeräts werden ausgeweitet, wenn gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung das Wassersportgerät zwei Vortriebsvorrichtungen aufweist, wobei in einer Draufsicht zwischen den beiden Vortriebsvorrichtungen ein Personenbereich vorhanden ist. Als Personenbereich wird derjenige Bereich verstanden, der zum Aufenthalt von Perso nen während des Betriebs des Wassersportgeräts vorhanden ist und in ein oder mehrere Personen zum Beispiel stehen, knien, liegen und/oder sitzen können.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Vortriebsvorrichtungen
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Figuren beschreibung zu entnehmen. In den Abbildungen zeigt schematisch dargestellt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gegenstand in einer Seitenansicht,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer Ansicht von hinten,
Fig. 3a eine Vortriebsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Gegenstands bis Fig. 3c
Fig. 4a eine alternative Vortriebsvorrichtung eines erfindungsgemäßen bis Fig. 4c Gegenstands
Fig. 5a eine weitere alternative Vortriebsvorrichtung eines erfindungsgemäßen bis Fig. 5c Gegenstands Fig. 6 zwei erfindungsgemäße Gegenstände in einerweiteren
Einsatzsituation,
Fig. 7a einen weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand in einer bis Fig. 7c perspektivischen Ansicht,
Fig. 8 a eine weiteren erfindungsgemäßen Gegenstand in einer und 8b perspektivischen Ansicht.
Fig. 9. den Gegenstand nach Fig. 1 in einer Einsatzsituation,
Fig. 10a bis
Fig. 10c einen Teil eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
Fig. 11 und 12ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel.
Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispie le können auch in Kombination mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs zu erfindungsgemäßen Weiterbildungen führen. Sofern sinnvoll sind funktional gleich wirkende Teile mit identischen Bezugsziffern versehen.
Das erfindungsgemäße Wassersportgerät 2 ist zur Selbststabilisierung ausgebildet. Dies geschieht über eine hierzu vorgesehene Steuereinheit 70. Diese erzeugt Steu ersignale für Stellmittel. Bei diesen Stellmitteln kann es sich um schwenkbar ange- ordnete Tragflächen 16 der Tragflächenvorrichtung 6 (Fig. 7) oder um schwenkbar angeordnete Abschnitte der Tragflächen 16 (Fig. 8) handeln.
Alternativ oder zusätzlich können eine Vektordüse 92 (Fig. 1 , Fig. 4), ein schwenk bar angeordneter Propeller 64, vorzugsweise an einer Austrittsöffnung 60 einer Vor triebsvorrichtung 50 angeordnete schwenkbare Leitschaufeln 94 (Fig. 3), und/oder Düsen 96, die sowohl feststehend oder schwenkbar angeordnet sein können (Fig. 5) vorgesehen sein.
Durch das Verstellen der Tragflächen 16 und/oder die an der Vortriebsvorrichtung 50 angeordneten Vorrichtungen einer Vektorsteuerung kann das Wassersportgerät o- der ein System aus Wassersportgerät und dessen Nutzer mit Kräften beaufschlagt werden, die dieses immer wieder in Richtung einer stabilen Position bewegen.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wasser sportgeräts 2 umfasst einen Schwimmkörper 4, der über eine Tragflächenvorrich tung 6 mit einer Flaltevorrichtung 8 verbunden ist. Die Flaltevorrichtung 8 umfasst zwei Lenker 10, die einenends gelenkig am Schwimmkörper 4 und anderenends gelenkig an der Tragflächenvorrichtung 8 angeordnet sind. Über einen gestrichelt dargestellten, innenliegenden Antrieb 12 werden die in Fahrtrichtung F vorderen Lenker 10, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, bewegt. Über die Kopplung mittels der Vortriebsvorrichtung 50 der Tragflächenvorrichtung 6 sind die in Fahrtrichtung F hinteren Lenker 10 zwangsgeführt. Insofern ist lediglich ein einzi ger, ausreichend dimensionierter Antrieb 12 notwendig. Die Vortriebsvorrichtung 50 ist vorliegend mit einem nabenlosen Impeller 52 aus gebildet (Fig. 2). Der zugehörige Motor weist einen Rotor auf, der mit seiner Innen seite den Strömungskanal mit ausbildet und entsprechend hohl ist, wobei auf der Innenseite des Rotors die Schaufeln 54 befestigt sind. Der Rotor ist auf seiner vom Strömungskanal weg gerichteten Außenseite außerhalb des Strömungskanals gela gert und läuft in einem Stator, der in einem Vortriebskörpergehäuse 56 angeordnet ist.
Am Auslass 60 der Vortriebsvorrichtung 50 ist eine Vektordüse 92 angeordnet. Eine Steuereinheit 70 erzeugt Steuerbefehle für die Vektordüse 92 mit der ein Schubvek tor der Vortriebsvorrichtung 50 verändert werden kann. Hierüber kann eine Selbst stabilisierung des Wassersportgeräts bzw. eines das Wassersportgerät und dessen Nutzer umfassenden Systems erreicht werden. Hierzu kann die Steuereinheit 70 Signale einer Sensoranordnung 74 auswerten.
Die Lenker 10 sind strömungsoptimiert ausgebildet mit einer in Fahrtrichtung F be trachtet geringeren Erstreckung als quer dazu (Fig. 1 und 2). Darüber hinaus sind die Anströmflächen gerundet und die Lenker im Querschnitt insbesondere tropfen- bzw. flügelartig ausgebildet.
Zwei seitlich abstehende Gehäusewände 58 (vgl. Fig. 1 ) begrenzen zwei als Ein lassöffnungen ausgebildete und auf voneinander abgewandten Oberflächen befindli che Öffnungen, durch die das durch die Auslassöffnung 60 letztlich ausgestoßene und beschleunigte Wasser vorher in den innenliegenden Strömungskanal gelangt. Die Vortriebsvorrichtung umfasst das in zwei Aufnahmen 62 festgelegte Vortriebs körpergehäuse 56 mit einem innenliegenden Vortriebsenergiespeicher, dem als In nenläufer ausgebildeten Motor inkl. nabenlosem Impeller sowie eine Steuereinheit 70, die mit einem Mensch-Maschine-Interface zur Bedienung der Vortriebsvorrich tung ausgebildet ist. Entsprechende Leitungsmittel führen beispielsweise durch die Lenker 10 in den Schwimmkörper 4 und werden von dort beispielsweise drahtlos zu einem Handgerät 90 des das Wassersportgerät 2 bedienenden Nutzers 86 übertra gen (Fig. 6).
Über ein solches Handgerät kann beispielsweise das Überführen der Tragflächen vorrichtung 6 mit ihren Tragflächen 16 aus der gezeigten Betriebsstellung in eine Start- und/oder Ruheposition der Tragflächenvorrichtung 6 dichter am Schwimm körper 4 freigegeben oder ausgelöst werden.
Die Überführung kann erfindungsgemäß beispielsweise durch Steuersignale einer im Schwimmkörper 4 angeordneten und daher lediglich gestrichelt dargestellten Steuereinheit 70 automatisch aufgrund deren Bewertung im Rahmen des Geofen- cing bewirkt werden (Fig. 1). Die Steuereinheit 70 erhält hierfür über eine punktiert dargestellte Signalleitung 72 Signale einer Sensoranordnung 74. Auf Basis dieser Signale werden Steuersignale erzeugt, wenn ein intern oder extern vorgegebener Bereich, in dem mit dem Wassersportgerät 2 gefahren werden darf, verlassen wird. Nur dann, wenn eine vorgegebene Begrenzung 83 eines Einsatzbereiches 82 des Wassersportgeräts 2 verlassen wird, wird in der Steuereinheit 70 automatisch ein Steuersignal erzeugt (vgl. Fig. 9). Dieses kann beispielsweise durch den Übergang der Tragflächenvorrichtung 6 in die Ruhe- und/oder Startposition der Tragflächen vorrichtung 6 und beispielsweise eine Drosselung der Antriebsleistung der Vortriebs vorrichtung 50 liegen. Die Sensoranordnung ist hierfür beispielsweise zur Aufnahme von GPS-Signalen oder anderen Lokalisationssignalen und/oder des Abstandes über Grund mittels eines Schallsignals ausgebildet. Für letzteres weist die Unterseite des Schwimmkörpers 4 entsprechende Sende- und Empfangseinheiten 76 auf. Die se sind ebenfalls wieder über eine entsprechende Signalleitung 72 mit der Steuer einheit 70 gekoppelt.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Foilboard kann dann über Gewichtsverlagerung gesteuert wieder zu seiner Einsatzstelle zurück überführt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Foilboard auch gemäß Fig. 9 zur Bestimmung des Abstands zu einer Einsatzstelle 78 ausgebildet sein. Hierfür wird beispielsweise die Übermitt lungsdauer eines zeitkodierten Signals zwischen einer der Einsatzstelle 78 zugeord neten zentralen Kontrollvorrichtung 80 und dem Wassersportgerät 2 bestimmt. Über eine solche Kontrollvorrichtung 80 können von einem entsprechende Zugriffsrechte besitzenden Benutzer auch weitere Steuerungsmöglichkeiten ausgeübt werden, ins besondere wenn das Wassersportgerät einen Einsatzbereich 82 über dessen Gren ze 83 verlässt.
Die Sensoranordnung 74 kann auch um eine Kommunikationseinheit ergänzt sein, über die die Steuereinheiten 70 zweier entsprechend miteinander in einem Syn chronmodus befindlichen Wassersportgeräte 2 miteinander kommunizieren können, indiziert durch die mit mehreren geschwungenen Linien dargestellten Signale 84. In einem solchen Modus können beispielsweise eine als Instrukteur befähigte Person 86 einer lernenden Person 88 mittels des drahtlos an der Steuereinheit 70 angebun denen Handgeräts 90 Fahrsignale vorgeben, die beispielsweise zur Einleitung einer Kurvenfahrt durch Abklappen der beweglichen Tragflächen 16 der Tragflächenvor richtung 6 führen. Darüber hinaus ist durch die vorliegend nicht dargestellte, ent sprechend programmierbare Steuereinheit 70 der Einsatzbereich der Wassersport geräte 2 auf einen durch Geofencing definierten Bereich 82 beschränkt (vgl. Fig. 9).
Fig. 3 zeigt eine Vortriebsvorrichtung 50 eines erfindungsgemäßen Wassersportge rätes 2 in einer Ausführungsform. Die Vortriebsvorrichtung 50 weist einen Impeller 52 auf. Am Ende der Vortriebsvorrichtung 50 sind Leitschaufeln 94 angeordnet. Hierbei bilden die Leitschaufeln 94 ein Kreuz, dessen Arme um 90 Grad verdreht zueinander angeordnet sind. Die Leitschaufeln 94 sind um Schwenkachsen schwenkbar, wobei auf jeder Schwenkachse zwei Leitschaufeln angeordnet sind.
Die Leitschaufeln können um die Schwenkachse herum verschwenkt werden, die horizontal angeordneten Leitschaufeln 94 von links nach rechts und umgekehrt und die horizontal angeordneten Leitschaufeln 94 von oben nach unten und umgekehrt. In Fig. 3a sind die Leitschaufeln 94 in einer neutralen Stellung dargestellt. In Fig. 3b sind die vertikalen angeordneten Leitschaufeln 94 nach rechts verschwenkt und die horizontal angeordneten Leitschaufeln 94 nach unten und in Fig. 3 sind die horizon tal angeordneten Leitschaufeln nach oben verschwenkt. Gegebenenfalls ist es auch denkbar, jede der vier Leitschaufeln 94 einzeln verschwenkbar zu gestalten. Hier- durch kann beispielsweise ein Drehmoment um eine Längsachse der Vortriebsvor richtung 50 erzeugt werden.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer entsprechenden Vortriebsvorrich tung 50 mit einem Impeller 52, die mit einer Vektordüse 92 ausgestattet ist. Über die Vektordüse 92 kann der Antriebsstrahl der Vortriebsvorrichtung 50, die nach hinten ausgestoßene Wassermenge, ausgerichtet werden. In Fig. 4a ist die Vektordüse 92 in einer Neutralstellung dargestellt. In Fig. 4b ist die Vektordüse 92 nach links ver schwend und in Fig. 4c nach unten verschwend dargestellt. Durch entsprechendes Ausrichten der Vektordüse 92 kann eine gerichtete Kraft auf die Vortriebsvorrichtung 50 und somit auf das Wassersportgerät 2 ausgeübt werden.
Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der Vortriebsvorrichtung 50 mit einer Mehrzahl von Düsen 96. Diese Düsen 96 können entweder als Vektordüsen 92 ausgestaltet und somit in ihrer Position veränderbar sein. Alternativ kann die Vor triebsvorrichtung auch eine Mehrzahl von Düsen 96 aufweisen, die fixiert in unter schiedliche Richtungen ausgerichtet sind. Eine Steuerung des Wassersportgerätes kann dadurch erreicht werden, dass der durch bestimmte Düsen 96 ausgestoßene Antriebstrahl beispielsweise durch Ventile reguliert wird. Der Antriebstrahl wird dann beispielsweise nur durch bestimmte Düsen 96 ausgestoßen oder der Anteil des An triebstrahls, der durch bestimmte Düsen 96 austritt ist entsprechend veränderbar.
Fig. 5a zeigt eine Vortriebsvorrichtung 50 mit fünf Düsen 96 als Vektordüsen 92. In Fig. 5b sind diese Düsen 96 in einer nach links unten verschwenden Position dar- gestellt. Fig. 5c zeigt Düsen 96, die in unterschiedliche Richtungen weisen. Hierbei kann es sich entweder um Vektordüsen 92 handeln, die unabhängig angesteuert werden oder um Düsen 96, die nicht veränderbar sind und bei denen lediglich der Anteil des durch eine jeweilige Düse austretenden Antriebstrahls verändert werden kann.
Fig. 6 zeigt zwei Wassersportgeräte, bei denen eine Selbststabilisierung alternativ bzw. zusätzlich durch die Tragflächenvorrichtung 6 mit schwenkbeweglich angeord neten Tragflächen 16 erfolgen kann. Über die Steuereinheit 70 können somit Signale zum Verstellen der verstellbaren Tragflächen 16 übermittelt und die Tragflächen 16 verstellt werden.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen zwei Wassersportgeräte 2 mit alternativen Ausgestaltungen der Tragflächenvorrichtung 6 bzw. der Tragflächen 16. Die Tragflächenvorrichtung 6 ist an der Vortriebsvorrichtung 50 angeordnet. In der Variante gern. Fig. 7 sind die einzelnen Tragflächen unmittelbar an der Vortriebsvorrichtung 7 schwenkbar an geordnet. Fig. 7a zeigt die Tragflächen 16 in einer Neutralstellung. In Fig. 7b sind die Tragflächen 16 nach unten verschwenkt und gleichzeitig die in Fahrtrichtung des Wassersportgeräts 2 rechten Tragflächen 16 gegen die Vortriebsvorrichtung ver schwenkt. Fig. 7c zeigt die Tragflächen in einer Transportposition bzw. Ruhepositi on. Die Steuereinheit 70 des Wassersportgerätes 2 kann die einzelnen Tragflächen 16 derart ansteuern, dass eine automatische Selbststabilisierung des Wassersport geräts 2 im Wasser stattfindet. Fig. 8 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Tragflächenvorrichtung 6. Hierbei ist an der Vortriebsvorrichtung 50 ein vorderer und ein hinterer Tragflügel angeordnet, der die Tragflächen zumindest teilweise ausbildet. An diesen starren Tragflügeln sind jeweils an den Enden schwenkbare Spitzen der Tragflächen 16 angeordnet, die in verschiedene Positionen verschwenkt werden können. Auch hierdurch kann eine Stabilisierung des Wassersportgerätes 2 durch Verstellen der Tragflächen 16, in Fig. 8 lediglich die schwenkbar angeordneten Spitzen der Tragflächen 16 erreicht wer den.
Fig. 10 a bis c zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform eines Impellers 52 bei dem Schaufeln 54 verdrehbar und somit in ihrem Anstellwinkel verstellbar sind. Die ein zelnen Schaufeln 54 sind hierbei nur mittelbar miteinander verbunden. Hierzu weist die Vortriebsvorrichtung 50 einen als Innenläufer ausgebildeten Motor 200 mit einem Stator 202 und einem Rotor 204 auf. Auf seiner vom Strömungskanal weggerichte ten Außenseite ist der Rotor 204 durch zwei Radiallager 206, die vorliegend als Magnetlager ausgebildet sind, sowie ein Axiallager 208, das vorliegend ebenfalls als Magnetlager ausgebildet ist, gelagert. An dem Rotor ist ein Impellerring 210 ange ordnet, der schwenkbare Schaufelaufnahmen 211 aufweist. An den Schaufelauf nahmen 211 ist jeweils eine Schaufel 54 angeordnet. Die Vortriebsvorrichtung 50 weist einen koaxial zu dem Rotor 204 bzw. dem Impellerring 210 angeordneten Ver stellring 212 auf. Der Verstellring 212 ist ebenfalls hohl und auf seiner vom Strö mungskanal weggerichteten Außenseite gelagert. Der Abstand zwischen Verstellring 212 und Impellerring 210 in axialer Richtung ist hierbei veränderbar. Vorliegend wird dies durch eine aktive magnetische axiale Positionierung in einem magnetischen Lager 214 des Verstellrings 212 erreicht. Der Verstellring 212 steht über einzelne Verstellstifte 216 in Eingriff mit zylinderförmigen Außenabschnitten der Schaufelauf nahmen 211. Wenn der axiale Abstand zwischen Verstellring 212 und Impellerring 210 über das magnetischen Lager 214 verändert wird, wird diese translatorische Bewegung durch das Zusammenwirken der Verstellstifte 216 und der Schaufelauf nahmen 211 in eine Drehbewegung der Schaufeln 54 umgesetzt, über die die Schaufeln 54 verschwenkt werden können. Hierdurch kann der Anstellwinkel der Schaufeln 54 eingestellt werden.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist entlang eines Lenkers 10 der Haltevorrichtung 8 eine Mehrzahl von kapazitiven Sensoren 36 zur Ausbildung eines Fahrtzustandssensors 32 angeordnet (Fig. 11 und 12). Diese er strecken sich gleichmäßig über einen Großteil des Lenkers 10 entlang dessen Längserstreckung und geben in Abhängigkeit davon, ob sie ober- oder unterhalb einer jeweils durch gestrichelte Linien indizierten Wasseroberfläche 34 angeordnet sind, entsprechende Daten an eine vorzugsweise im Schwimmkörper 4 angeordnete Steuereinheit. Hierdurch lässt sich in dieser ein Abstand des Schwimmkörpers 4 zur Wasseroberfläche 34 bestimmen, woraufhin bei ungewünschten Zuständen die Steuereinheit z.B. den Schub der Vortriebsvorrichtung 50, die in den Lenker 10 inte griert ist, oder eine Winkelstellung einer Tragfläche 16 anpassen kann, um zusätz lich zur Schubvektorsteuerung einen stabileren Fahrtzustand zu erreichen und das Wassersportgerät zu stabilisieren. Das Ausführungsbeispiel der Figuren 11 und 12 weist weiterhin eine in den Schwimmkörper integrierte optische Anzeigeeinheit 31 auf, die den Abstand des Schwimmkörpers 4 von der Wasseroberfläche abbildet. Die Anzeigeeinheit 31 um fasst eine Mehrzahl von einlaminierten mehrfarbigen LED-Einheiten 33, so dass der Abstand von der Wasseroberfläche 34 über Anzahl und/oder Wellenlänge der leuch tenden LED-Einheiten 33 abgebildet werden kann.

Claims

Patentansprüche:
1. Wassersportgerät (2), insbesondere Foilboard, mit einem Schwimmkörper (4), vorzugsweise in Form eines Schwimmbretts, und einer Tragflächenvorrichtung (6), die mittels einer Flaltevorrichtung (8) am Schwimmkörper (4) befestigt ist, sowie mit einer für den Vortrieb des Wassersportgeräts (2) vorgesehenen Vortriebsvorrichtung (50) , wobei die an einem Lenker (10) der Flaltevorrichtung (8) angeordnete Tragflächen vorrichtung (6) wenigstens eine, vorzugsweise zumindest zwei Tragflächen (16) aufweist, wobei der Schwimmkörper (4) in der Betriebsstellung und während einer Vorwärts bewegung aufgrund eines durch die Tragflächenvorrichtung (6) bewirkten Auftriebs in eine von einer Wasseroberfläche beabstandete Position überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wassersportgerät (2) und insbesondere die Vortriebsvorrichtung (50) zur auto matischen Selbststabilisierung des Wassersportgeräts (2) ausgebildet ist und das Wassersportgerät (2) eine hierzu vorgesehene Steuereinheit (70) aufweist.
2. Wassersportgerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vor triebsvorrichtung (50) zur insbesondere automatischen Schubsteuerung, weiter ins besondere zur automatischen Schubvektorsteuerung, ausgebildet ist.
3. Wassersportgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (70) zur Selbststabilisierung des Wassersportgeräts (2) mittels der Schub- vektorsteuerung ausgebildet ist.
4. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung eine Vektordüse (92) aufweist.
5. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuereinheit (70) zur vorzugsweise mehrachsigen Stabilisierung des Schwimmkörpers (4) insbesondere während des Übergangs in die Betriebsstel lung und/oder in der Betriebsstellung ausgebildet ist.
6. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung (50) einen schwenkbaren Propeller (64) auf weist.
7. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung (50) zumindest eine schwenkbare Leitschau fel (94) aufweist.
8. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung eine Mehrzahl von in unterschiedliche Rich tungen weisende Düsen (96) aufweist.
9. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Wassersportgerät, insbesondere die Vortriebsvorrichtung (50) wenigstens einen Sensor, vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren, aus einer Gruppe umfassend Gyrosensoren, Geschwindigkeitssensoren, Positionssensoren (GPS, Glonass, Beidou etc.), Abstandssensoren (Echolot, Sonar) Infrarotsensoren und Neigungssensoren aufweist.
10. Wassersportgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu ereinheit (70) zur Verarbeitung der Signale des zumindest einen Sensors und zur Ausbildung von Steuersignalen auf Basis dieser Signale ausgebildet ist.
11. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass in der Steuereinheit (70) eine Mehrzahl von auswählbaren Fahrprofi len hinterlegt sind.
12. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuereinheit (70) zur Einstellung unterschiedlicher Abstände zur Wasseroberfläche in der Betriebsstellung ausgebildet ist.
13. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Tragflächenvorrichtung (6) zur Einstellung unterschiedlicher An stellwinkel zumindest Teilen der zumindest einen, vorzugsweise zumindest zwei Tragflächen (16) und/oder von Rudern der Tragflächenvorrichtung (6) ausgebildet ist.
14. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuereinheit (70) zur geschwindigkeitsabhängigen Einstellung der Tragflächenvorrichtung (6) und/oder der Haltevorrichtung (10) ausgebildet ist.
15. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass der Steuereinheit (70) wenigstens ein Handgerät (90) zugeordnet ist, das insbesondere über eine Daumensteuerung verfügt.
16. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Totmann-Vorrichtung.
17. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Tragflächenvorrichtung (6) über die Haltevorrichtung (8) aus einer Ruhe- und/oder Startposition in eine Betriebsstellung unterhalb des Schwimmkör pers (4) überführbar, insbesondere ein- und ausfahrbar und/oder klappbar, ist.
18. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche unter Einschluss von Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (8) einen mit einem vorzugsweise zur Speicherung mecha nischer Energie ausgebildeten Energiespeicher versehenen Antrieb (12) aufweist, der vorzugsweise als elektro-mechanisch oder elektro-pneumatischer Antrieb (12) ausgebildet ist, über den die Tragflächenvorrichtung (6) aus der Ruhe- und/oder Startposition in die Betriebsstellung und/oder aus der Betriebsstellung in die Ruhe- und/oder Startposition überführbar, insbesondere ein- und ausfahrbar und/oder klappbar ist.
19. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Haltevorrichtung (8) einen weiteren Lenker (10) aufweist, der einenends schwenkbar am oder im Schwimmkörper (4) gelagert ist und anderen- ends schwenkbar an der Tragflächenvorrichtung (6) angeordnet ist.
20. Wassersportgerät nach einem der Ansprüche 18 oder 19, gekennzeichnet durch eine zur Steuerung des Antriebs (12) ausgebildete Steuervorrichtung sowie zumindest einen mit der Steuervorrichtung verbundenen Tiefen- und/oder Annähe rungssensor, wobei die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, den Abstand der Tragflächenvorrichtung (6) vom Schwimmkörper (4) in Abhängigkeit des Abstands des Wassersportgeräts (2) vom Grund und/oder einem Hindernis zu ändern.
21 . Wassersportgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zu mindest eine Feder aufweisende Energiespeicher mittels eines Antriebsmotors vor spannbar ist.
22. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung (50) zumindest teilweise als Teil der Tragflä chenvorrichtung (6) ausgebildet ist und insbesondere wenigstens einen insbesonde re nabenlosen Impeller (52) umfasst
23. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung (50) einen insbesondere als Innenläufer ausgebildeten Elektro-Motor oder einen Verbrennungsmotor umfasst.
24. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche unter Einschluss von Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebsvorrichtung (50) so wohl in der Ruhe- und/oder Startposition als auch in der Betriebsstellung betreibbar ist.
25. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen schwimmkörperseitig angeordneten Motor der Vortriebsvorrichtung (50), der über einen Winkel- und/oder längsbeweglichen Vortriebsstrang antriebsmäßig mit einem Vortriebselement verbunden ist.
26. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Wassersportgerät, insbesondere die Vortriebsvorrichtung (50), eine zur Positionsbestimmung verwendbare Sensoranordnung (74) aufweist und die Steuereinheit (70) zwecks Geofencing zur Erzeugung von Steuersignalen auf Basis von Signalen der Sensoranordnung (74) ausgebildet ist.
27. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen Fahrtzustandssensor (32) zur Bestimmung des Abstands des Schwimmkörpers (4) und/oder der Tragflächenvorrichtung (6) von der Wasser oberfläche (34), insbesondere wobei der Fahrtzustandssensor einlaminiert ist.
28. Wassersportgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine optische Anzeigeeinheit (31), die sich insbesondere zumindest über eine Hälfte der Länge der Oberseite des Schwimmkörpers (4) erstreckt und die insbe sondere zur Anzeige des Abstands des Schwimmkörpers (4) von der Wasserober fläche (34) oder eines stabilen Zustands ausgebildet ist.
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